OFDM系統時頻同步技術研究.pdf

1、正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術以其抗多徑衰落和高頻譜利用率特點成為下一代移動通信的關鍵技術之一，近年來在學術研究和工程實踐中得到廣泛的關注。OFDM系統利用相互正交的子載波顯著提高了頻譜利用率，但是易受移動無線信道造成的時延及頻偏影響，破壞子載波間的正交性，從而引入符號間干擾(Inter Symbol Interference，ISI)，降低系統性能。因

2、此，精確有效的時頻同步技術是OFDM系統保證良好性能的重要技術之一，也是保證OFDM系統正常高效工作的必要前提。
　　本文主要針對OFDM系統的符號定時同步和載波頻率同步進行了全面并且較為深入的研究，分別對基于循環(huán)前綴（Cyclic Prefix，CP）的非數據輔助類算法和基于輔助數據的同步算法進行理論推導和仿真方案設計，比較了不同類型的經典算法及其改進算法在不同信道環(huán)境下的優(yōu)劣。對于非數據輔助類算法，本文著重分析其在頻率選擇性衰

3、落信道下的同步精度和算法復雜度，并針對現有算法計算復雜度較高的問題提出一種基于多項式擬合的定時同步改進算法，在保證定時同步精度接近最優(yōu)算法的同時，有效地降低了算法實現所需要的計算時間。而對于數據輔助類的算法，本文研究比較了幾種現有算法在頻率選擇性信道下的時頻同步效果，并針對頻率選擇性信道下相關峰的缺陷提出一種使用相關和值下降沿檢測的優(yōu)化算法，以適應復雜惡劣的多徑衰落環(huán)境。
　　高速移動環(huán)境帶來的多普勒效應，會破壞OFDM系統子載波

4、之間的正交性。針對高速移動環(huán)境下無線移動信道的特征，本文研究了多普勒分集技術，以對抗高速移動條件下無線信道的多普勒頻移和多普勒擴展，并通過仿真驗證改進型多普勒分集算法可以明顯降低計算復雜度。
　　計算機仿真結果表明，傳統的時頻同步算法可以獲得信道時延及頻偏估計，但是在頻率選擇性信道中，尤其是復雜多徑信道，傳統同步算法的效果往往不盡人意。此外，算法復雜度較高，需要的計算量較大是影響其實際應用的主要因素之一，因此，在不斷提升同步算法性