OFDM系统中帧起始时间检测与同步问题研究

摘要

下一代无线移动通信系统要求能够提供高速宽带的多媒体业务，但在无线环境下，高速数据通信受到频谱资源、功率和多径衰落等诸多因素的限制。近年来，正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术受到越来越广泛的关注，其并行传输机制、内在抗符号间干扰和多径信道分集等特性，在衰落信道中显示了很强的数据传输性能，同时由于其子载波间的正交性，OFDM系统具有很高的信道利用率，具有十分广阔的应用前景。 然而，OFDM技术也存在着不足，首先，在无线环境中传输的OFDM信号以符号形式进行处理，对定时要求高，为了能够正确解调，必须从接收信号中提取出正确的符号起始位置，减少码间串扰的影响；其次，OFDM技术的高频谱利用率和传输可靠性均以子载波的正交性为基础，对频率偏移敏感，如果载波发生频率偏移，失去正交性，就会导致严重的子载波间干扰，降低系统整体性能。因此，在设计OFDM接收机时，需要对时间、频率的偏移进行有效的估计和补偿，尽可能减小对系统性能的影响。 本文针对无线局域网中的OFDM同步问题进行研究。在OFDM无线局域网系统中，传输数据以帧的方式突发传送，每帧的帧头都是由训练符号和循环前缀所组成的前导结构，为设计出有效的时间同步算法以及进行正确的信道估计奠定了基础。本文的主要工作如下：首先，改进训练符号和导频信息，引入特殊的同步块与码型，提高了同步的准确度，同时经过仿真试验，表明运用此方法能较好得降低误码率。然后在此基础上利用训练序列的共轭对称性和相邻符号的重复性进行更为精确和快速的帧起始时间定位，设计出一种新得时间同步算法，同时给出了OFDM系统改进后在多径衰弱信道的误码率。这些工作为4G系统的设计与基站分布提供了详实得方案。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2 OFDM的发展状况

1.3 OFDM的优越性与不足

1.4 OFDM的应用

1.5本文的主要内容和研究目标

第二章OFDM系统及其关键技术

2.1引言

2.2 OFDM的基本原理

2.2.1 OFDM的产生及其系统的组成

2.2.2系统的调制和解调

2.2.3保护间隔和循环前缀

2.3 OFDM的关键技术

2.3.1快速傅里叶变换

2.3.2同步技术

2.3.3其他相关OFDM的调制技术

2.4本章小结

第三章无线移动信道

3.1无线信道预备知识

3.1.1多径信道的描述

3.1.2信道衰落的类型

3.2窄带移动信道

3.3宽带移动信道

3.3.1宽带系统信道理论描述

3.3.2广义平稳非相关散射假设

3.4经典信道模型

3.4.1 Clarke模型

3.4.2 Jake模型

3.5本章小结

第四章OFDM系统中的时间同步问题研究

4.1 OFDM系统中的同步问题

4.1.1 OFDM系统中的同步问题概述

4.1.2OFDM系统中已有的同步算法概述

4.1.3数据辅助型算法

4.1.4非数据辅助型算法

4.1.5两种传输模式下的同步问题

4.2符号定时同步

4.3本章小结

第五章总结与展望

致谢

参考文献

附录