VDE中OFDM信號的同步技術研究.pdf

1、甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)（VHF Data Exchange System, VDES）是在船舶自動識別系統(tǒng)（Automatic Identification System, AIS）上發(fā)展起來的新一代海事通信系統(tǒng)，可以有效緩解現(xiàn)有AIS的數(shù)據(jù)通信壓力，能夠全面提升水上無線數(shù)據(jù)通信的能力。VDES允許多種編碼速率和調制方式，可以在系統(tǒng)規(guī)模和業(yè)務可用性上提供更多的靈活性。VDES在特定信道內可以采用正交頻分復用技術（OFDM）。在 VDES中衛(wèi)

2、星通信的接收信號可能會存在信道傳輸時延較大、多普勒頻偏等問題，這些可能會造成 OFDM信號的符號定時偏差和載波頻率偏差。本文主要是對 OFDM的符號定時同步算法和載波頻率同步算法進行研究。文中對經(jīng)典同步算法進行了仿真分析，針對現(xiàn)有算法的不足之處對OFDM同步技術進行了研究。主要研究內容包括：
　　（1）針對基于循環(huán)前綴的最大似然（ML）估計方法在低信噪比和多徑信道環(huán)境下符號定時不準確和頻偏估計的精度低等問題，本文設計了一種由兩個相

3、同部分構成的循環(huán)前綴結構并引入了一種定時度量函數(shù)，去除了符號間干擾（ISI）的影響。該算法和ML算法相比，實現(xiàn)了在低信噪比和多徑信道中良好的定時性能，并且提高了頻偏估計的均方誤差（MSE）性能和估計范圍。
　　（2）針對現(xiàn)有OFDM頻率同步算法存在的同步精度不高，估計范圍較小等問題，本文提出了基于實訓練序列的頻率同步算法。根據(jù)時域訓練序列結構的共軛對稱性求出小數(shù)倍頻偏，利用接收端頻域訓練序列的循環(huán)移位估計整數(shù)倍頻偏。該算法擴大了小

4、數(shù)倍頻偏估計的范圍，小數(shù)倍頻偏估計在低信噪比下有較好的 MSE性能；該算法提高了整數(shù)倍頻偏的正確檢測率。
　?。?）針對現(xiàn)有OFDM同步算法存在的同步精度不高，在低信噪比環(huán)境下定時容易出錯等問題，本文提出了一種基于訓練序列的 OFDM時頻同步算法。根據(jù)時域訓練序列結構中存在的共軛特性進行符號定時偏差估計，這種符號定時同步算法去除了循環(huán)前綴對定時的影響，實現(xiàn)了準確定時。根據(jù)時域訓練序列中存在的相位差求出小數(shù)倍載波頻偏，在頻域根據(jù)循環(huán)