OFDM系统迭代符号定时和载波同步技术研究

摘要

正交频分复用(OFDM)是第四代移动通信的核心技术，它的优点是具有很好的抗多径衰落的能力，并且提高了频谱的利用率。但是，OFDM系统对频偏和相位噪声非常敏感，频偏会破坏子载波之间的正交性。因此，在OFDM通信系统中，载波频率和符号定时偏差是影响系统性能的主要因素。本文对OFDM系统的载波同步和符号同步进行了深入的研究。
　　首先，阐述了定时同步偏差和载波频率偏差对OFDM系统的影响，讨论了OFDM系统的同步算法，对同步算法进行了分析。
　　其次，深入研究了基于循环前缀(CP)的最大似然算法(ML)。针对频偏估计时受到之前进行的符号定时估计影响的问题，对基于CP的ML算法做了改进。改进的算法对连续三个符号进行 ML估计，在进行频偏估计时，通过使用观察窗，在窗口内对频偏估计值进行均值运算，对频偏估计值误差进行矫正。利用MATLAB仿真分析了在符号估计不准确情况下，改进后的算法和原始算法频偏估计误差。结果表明，改进后的算法减小了由于符号定时估计不准确对频偏估计的影响，提高了频偏估计的精度。
　　最后，由于多径信道对OFDM符号的符号定时同步造成比较大的影响，在符号定时同步时，采用循环迭代计算时偏估计值的方法，减小时偏估计误差，最终确定符号的起始位置，达到符号的同步。利用MATLAB仿真对计算量和运算速度方面的分析，说明迭代同步估计是可行的。

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第1章 绪论

1.1 OFDM技术的发展和特点

1.1.1 OFDM技术的发展

1.1.2 OFDM技术的特点

1.2 OFDM同步技术研究现状

1.3 本文的主要工作和内容安排

第2章 OFDM系统符号定时与载波同步

2.1 无线信道的传输特性

2.1.1 衰减作用

2.1.2 多径效应

2.1.3 时变性

2.2 OFDM系统概述

2.2.1 OFDM系统的原理

2.2.2 快速傅里叶变换在OFDM系统中的应用

2.2.3 保护间隔和循环前缀在OFDM系统中的使用

2.2.4 OFDM系统的关键技术

2.3 OFDM系统的同步技术

2.3.1 符号定时同步

2.3.2 载波同步

2.4 OFDM同步算法及同步误差的影响

2.4.1 同步算法的相关原理

2.4.2 载波频率偏差的影响

2.4.3 定时偏差的影响

2.5 本章小结

第3章 加窗的最大似然同步算法

3.1 基于CP的ML估计

3.1.1 ML算法基本原理

3.1.2 算法仿真

3.1.3 存在问题分析

3.2 带有观察窗的最大似然算法

3.2.1 带有观察窗算法原理

3.2.2 仿真与结果分析

3.3 本章小结

第4章 时偏估计迭代算法

4.1 时偏估计迭代算法的原理

4.2 迭代算法的系统仿真与性能分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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