OFDM与OFDMA系统中的载波同步技术研究

摘要

正交频分多址接入(OFDMA)是以正交频分复用(OFDM)技术为基础的一种多址接入方式，它秉承了诸如高频谱利用率和良好的抗多径衰落能力等OFDM的技术优势，将有望成为未来通信系统的主流接入方式。但OFDMA对频率偏移相当敏感，频率偏移会使子载波间的正交性遭到破坏，从而产生严重的子载波间干扰和多址干扰，导致系统的性能变差。在OFDMA下行链路中，每个用户的载波频偏(CFO)都可以等效为单参数问题，估计和消除问题相对来说较容易。目前研究的许多OFDM的同步算法都可以应用到OFDMA的下行链路中。而对于OFDMA上行链路，每个用户的CFO各不相同，同步估计问题演变为多参数估计，同时同步估计结果的补偿也变得更加困难。 在本论文中，首先回顾了OFDM技术原理和收发机结构，在对OFDM系统中的载波同步技术进行研究的基础上，提出了一种基于时域过采样的OFDM载波频偏估计算法，分析了该算法的性能并进行了计算机仿真。仿真结果证明该算法估计精度较高，而且算法性能不受载波频偏值大小的影响。 随后，本论文系统地介绍了OFDMA原理，对OFDMA技术中不同的子载波分配机制进行了讨论，并针对基于子载波交织分配结构的OFDMA上行链路载波频偏估计算法作了研究及计算机仿真。 载波频偏的补偿问题也就是利用同步误差的估计结果对被干扰的接收数据进行修正。由于信道的时变性，使得传统的基于反馈信道的补偿方法并不理想。在研究基于子载波交织分配的接收端同步补偿算法的基础上，本文提出了一种改进算法，降低了原同步补偿算法的运算复杂度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1 OFDM技术的发展和应用

1.2 OFDM载波同步技术发展现状

1.3本文的主要工作和结构

第2章OFDM系统

2.1 OFDM系统的基本原理及收发机结构

2.1.1 OFDM调制和解调

2.1.2 OFDM系统收发机结构

2.2 OFDM系统的技术特点

2.3无线信道的特征

2.3.1多径衰落对信号的影响

2.3.2多径信道模型

2.4本章小结

第3章OFDM系统载波同步技术研究

3.1 OFDM系统同步问题概述

3.2载波同步偏差对OFDM系统性能的影响

3.3载波同步算法

3.3.1基于训练符号的时域相关算法

3.3.2基于循环前缀的最大似然同步算法

3.3.3基于时域过采样的OFDM载波频偏估计算法

3.3.4仿真与性能分析

3.4本章小结

第4章OFDMA系统上行链路同步估计算法研究

4.1多用户OFDMA系统上行链路数学模型

4.2上行载波频偏对系统性能的影响

4.3基于子载波交织分配的OFDMA系统同步估计算法

4.3.1 OFDMA的两种基本载波分配机制

4.3.2基于子空间的多用户频偏估计方法

4.4仿真与性能分析

4.4.1系统参数及信道模型

4.4.2频偏估计算法的性能

4.5本章小结

第5章OFDMA系统上行链路同步补偿算法研究

5.1 OFDMA系统上行链路同步补偿问题概述

5.2基于子载波交织分配的接收端同步补偿算法

5.3对基于子载波交织分配的接收端同步补偿算法的改进

5.4仿真与性能分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文和取得的科研成果

致谢