下行OFDM系統(tǒng)中的同步技術(shù)研究.pdf

1、目前,OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)在無線通信領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,這主要是由于OFDM技術(shù)具有頻譜利用率高,數(shù)據(jù)傳輸速率高,有效對(duì)抗多徑干擾和窄帶干擾等諸多優(yōu)勢(shì)。但是OFDM系統(tǒng)對(duì)于包括符號(hào)定時(shí)偏差和頻率偏差在內(nèi)的同步偏差非常敏感。同步偏差可能對(duì)接收信號(hào)產(chǎn)生數(shù)據(jù)相移、數(shù)據(jù)幅度衰減、數(shù)據(jù)循環(huán)移位、符號(hào)間干擾和信道間干擾等不利影響,所以同步技術(shù)是OFDM系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵因素。由于OFDM在上行鏈路的峰均比問題難以解決,目前OFDM更多用

2、于下行鏈路中。因此,深入研究下行OFDM系統(tǒng)中的同步問題具有重要意義。本文在研究多種同步訓(xùn)練符號(hào)的基礎(chǔ)上,提出了一種由2個(gè)OFDM符號(hào)級(jí)聯(lián)生成的OFDM同步訓(xùn)練符號(hào),這2個(gè)OFDM符號(hào),一個(gè)為非正則符號(hào),一個(gè)為正則符號(hào)。相比現(xiàn)有的一些同步訓(xùn)練符號(hào)結(jié)構(gòu),該訓(xùn)練符號(hào)需要較少的OFDM符號(hào),所以有數(shù)據(jù)開銷低的優(yōu)點(diǎn)。由于兩個(gè)OFDM符號(hào)的非對(duì)稱性,該訓(xùn)練符號(hào)可以被運(yùn)用于定時(shí)同步和頻率同步方案中,提高同步估計(jì)的性能并減小計(jì)算復(fù)雜度。對(duì)定時(shí)同步研究

3、方向,本文提出一種“雙符號(hào)聯(lián)合判決法”的定時(shí)同步方法。這種方法利用本文提出的同步訓(xùn)練符號(hào),結(jié)合傳統(tǒng)的定時(shí)同步方法,使用多個(gè)相關(guān)峰合并之后,生成的峰值位置來估計(jì)定時(shí)偏差。在對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)僅需9次復(fù)乘的復(fù)雜度的情況下,對(duì)各種信噪比條件下都有較好的同步性能。在研究頻率同步時(shí),本文提出了一種頻率同步方法:“余數(shù)定理法”。該算法為了能在較低的計(jì)算復(fù)雜度下,解決中等范圍的頻偏估計(jì)問題,利用本文提出的同步訓(xùn)練符號(hào)延時(shí)自相關(guān)產(chǎn)生的相關(guān)值的相角,經(jīng)合并后,

4、獲得兩個(gè)初始頻偏估計(jì)值,再結(jié)合數(shù)論知識(shí),進(jìn)行組合估計(jì)頻偏。通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證,當(dāng)本方案選取合適的參數(shù)時(shí),可以得到較大的頻偏估計(jì)范圍,其計(jì)算復(fù)雜度低于傳統(tǒng)算法,但可以獲得更優(yōu)的頻偏估計(jì)最小均方誤差性能。綜合本文的同步訓(xùn)練符號(hào),“雙符號(hào)聯(lián)合判決法”以及“余數(shù)定理法”的研究成果,本文提出了一種OFDM系統(tǒng)同步方案。該方案是包括同步訓(xùn)練符號(hào)生成、粗定時(shí)同步、小數(shù)頻偏估計(jì)、整數(shù)頻偏估計(jì)和細(xì)定時(shí)同步在內(nèi)的完整方案。具有計(jì)算復(fù)雜度較低,且估計(jì)錯(cuò)誤率較