OFDM遙測(cè)中同步技術(shù)的研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）由于其較高的頻譜利用率，良好的抗多徑性能，將成為下一代無(wú)線(xiàn)通信中一項(xiàng)核心技術(shù)，在未來(lái)的遙測(cè)中也具有潛在優(yōu)勢(shì)。本文針對(duì)航空遙測(cè)中的無(wú)人機(jī)遙測(cè)，對(duì)OFDM同步技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，具體內(nèi)容可概括為以下幾個(gè)方面:
　　首先，深入分析了基于循環(huán)前綴(Cyclic Prefix，CP)同步算法存在的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)不但多徑干擾對(duì)這種算法性

2、能會(huì)造成影響，而且符號(hào)定時(shí)誤差也會(huì)對(duì)這種算法的載波頻偏估計(jì)性能造成影響。在此基礎(chǔ)上，給出了這種算法性能提高的解決途徑。為進(jìn)一步提高基于CP同步算法的性能，針對(duì)基于導(dǎo)頻的符號(hào)定時(shí)細(xì)同步算法存在的不足，提出了一種基于星座點(diǎn)特征的符號(hào)定時(shí)細(xì)同步算法，該算法以星座點(diǎn)區(qū)域的能量為判決依據(jù)，定義了一種新的定時(shí)尺度函數(shù)，通過(guò)對(duì)定時(shí)尺度的最大化得到定時(shí)偏移的估計(jì)值，該算法的定時(shí)尺度非常尖銳，不存在平臺(tái)效應(yīng)，也不存在高的旁瓣，可以實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)同步。

3、r>　　其次，分析了已有訓(xùn)練符號(hào)類(lèi)的同步算法，發(fā)現(xiàn)這些算法存在定時(shí)模糊且在多徑信道下性能不佳。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合無(wú)人機(jī)遙測(cè)信道的特點(diǎn)，提出了兩種新的基于訓(xùn)練符號(hào)的同步算法。第一種為基于重復(fù)共軛符號(hào)的同步算法，第二種為基于共軛對(duì)稱(chēng)符號(hào)的同步算法。設(shè)計(jì)了新的訓(xùn)練符號(hào)，定義了新的定時(shí)尺度函數(shù)，給出了符號(hào)定時(shí)偏移與載波頻率偏移估計(jì)的表達(dá)式。兩種算法均解決了定時(shí)模糊問(wèn)題，而且在多徑信道下仍然具有良好的性能。第一種算法的最大頻偏估計(jì)范圍為±2個(gè)子載波

4、間隔，第二種算法的最大頻偏估計(jì)范圍為±4個(gè)子載波間隔。
　　然后，研究了基于數(shù)據(jù)子載波的頻偏跟蹤算法。根據(jù)子載波調(diào)制方式的不同，提出了兩種盲頻偏跟蹤算法。第一種適用于子載波為二相相移鍵控(Binary Phase Shift Keying，BPSK)調(diào)制的OFDM系統(tǒng)，其中算法1通過(guò)對(duì)兩個(gè)OFDM符號(hào)在時(shí)域或頻域做互相關(guān)運(yùn)算，利用得到的相位差估計(jì)載波頻偏。算法2根據(jù)OFDM符號(hào)的共軛對(duì)稱(chēng)性來(lái)估計(jì)載波頻偏。第二種適用于子載波為四相相

5、移鍵控(Quadri-Phase Shift Keying，QPSK)或多階正交幅度調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)的OFDM系統(tǒng)，利用殘留頻偏會(huì)造成星座點(diǎn)發(fā)生相位旋轉(zhuǎn)的這個(gè)特征，設(shè)計(jì)環(huán)路來(lái)跟蹤殘留頻偏。兩種算法均不需要導(dǎo)頻等額外的輔助信息，不會(huì)浪費(fèi)寶貴的帶寬資源，而且計(jì)算復(fù)雜度都不高。
　　最后，介紹了無(wú)人機(jī)遙測(cè)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，在該系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)提出的部分算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上