OFDM系統(tǒng)的同步問題研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是第四代 (the 4th Generation，4G)移動(dòng)通信的核心技術(shù)，它的最大優(yōu)點(diǎn)是對抗頻率選擇性衰落，同時(shí)又提高了頻譜利用率。OFDM技術(shù)不僅可以增加系統(tǒng)容量，而且它能夠更好地將包括語音、數(shù)據(jù)、視頻等多媒體業(yè)務(wù)通過寬帶信道高質(zhì)量地傳送。 OFDM符號(hào)由多個(gè)子載波信號(hào)疊加構(gòu)成，各個(gè)子載波之間利用正交性來區(qū)分，因此確

2、保這種正交性對于OFDM系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的，這樣它對載波同步的要求也就相對較嚴(yán)格。而在OFDM系統(tǒng)存在如下幾個(gè)方面的同步要求：1、載波同步：接收端的振蕩頻率要與發(fā)送載波同頻同相；2、符號(hào)同步：IFFT和FFT起止時(shí)刻一致；3、樣值同步：接收端和發(fā)射端的抽樣頻率一致。由于樣值同步對系統(tǒng)的影響較小，所以本文主要討論了解決載波同步和符號(hào)同步的方法。 在OFDM系統(tǒng)中有關(guān)定時(shí)和頻率偏差估計(jì)的同步算法包括兩大類：第一類是非盲估計(jì)，即基于

3、導(dǎo)頻符號(hào)，這類算法會(huì)導(dǎo)致帶寬和功率資源的浪費(fèi)，降低系統(tǒng)的有效性；另一類是盲估計(jì)，它是利用信號(hào)的結(jié)構(gòu)，如循環(huán)前綴和虛子載波作估計(jì)，這類算法克服了導(dǎo)頻符號(hào)浪費(fèi)資源的缺點(diǎn)。本文主要討論了基于循環(huán)前綴(Cyclic Prefix，CP)的最大似然(Maximum Likelihood，ML)聯(lián)合符號(hào)定時(shí)與頻偏估計(jì)算法和基于IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)的前導(dǎo)訓(xùn)練序列(Preamble)同步方案。 本文首先介紹了OFDM系統(tǒng)的發(fā)展與基本原理

4、，并對OFDM技術(shù)的同步方法研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。然后對影響系統(tǒng)性能的五種同步誤差參數(shù)進(jìn)行分析，推導(dǎo)了由于同步誤差引入符號(hào)間干擾(ISI)和子載波間干擾(ICI)的原理以及對OFDM系統(tǒng)造成的影響。接下來分析了利用CP所攜帶的冗余信息完成符號(hào)定時(shí)與載波頻率同步的ML估計(jì)算法。經(jīng)典的ML算法實(shí)現(xiàn)簡單，但是定時(shí)估計(jì)較為粗糙，所以在此基礎(chǔ)上，為了增加估計(jì)器的可用信息，生成穩(wěn)定的符號(hào)時(shí)鐘和振蕩器頻率，分析了M個(gè)連續(xù)符號(hào)的ML估計(jì)改進(jìn)算法，通過仿真