OFDM系统中时间、频率同步和峰均比降低问题研究

摘要

正交频分复用(OFDM)技术作为一种高速信息传输技术，具有频谱利用率高、抗频率选择性衰落和码间干扰能力强等优势。但OFDM系统和多输入输出MIMO-OFDM系统对时间和频率同步误差很敏感，特别是频率同步误差。准确的时间同步和精确的频率同步是OFDM系统和MIMO-OFDM系统正常工作的前提，同时OFDM信号是通过多载波调制后的合成信号，所以OFDM信号存在较高的峰均比，这会给传输系统带来许多不利因素，这些都限制了OFDM技术的应用。
　　 本文针对OFDM中的两个关键技术(时间与频率同步技术和OFDM信号功率峰均比降低技术)展开讨论，并进行了基本OFDM系统的数学模型设计和仿真。文章首先简单介绍了OFDM技术的起源、发展和应用背景，同时对OFDM系统的基本原理进行了简明扼要的说明。文章从OFDM系统同步问题入手，详细讨论了目前OFDM系统中采用的符号定时同步(即：时间同步或帧同步)、频率同步和采样时钟同步，并对同步偏差所引起的OFDM信号子载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI)进行了分析；其后，对OFDM系统中非常重要的功率峰均比降低技术进行了比较全面的分析、仿真和对比，包括目前流行的信号预失真法(包括简单限幅、限幅滤波和压缩扩张变换方法等)、编码方法(包括线性分组编码、格雷码、互补格雷编以及码序列和结合雷德穆勒算法的格雷码等)、概率类方法(包括部分传输序列法、选择映射法、冲激整形法、多音加法、ACE技术等)。最后，论文中提出一个相对完整的基于OFDM技术的数据传输系统，并对主要部分进行了设计仿真。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2 OFDM技术的发展和应用

1.3 OFDM多载波系统的优缺点

1.4论文主要研究内容

2 OFDM原理及系统模型

2.1 OFDM系统组成

2.2 OFDM基本工作原理

2.3 IDFT/DFT实现调制和解调

2.4 OFDM系统的循环前缀机制

2.5 OFDM各个参数的选择对系统的影响

2.6本章小结

3 OFDM系统同步问题分析与研究

3.1概述

3.1.1同步要求

3.1.2同步顺序

3.2非理想因素对OFDM系统的影响

3.2.1频率偏差对OFDM系统的影响

3.2.2定时误差对OFDM系统的影响

3.2.3采样频率偏差对OFDM系统的影响

3.2.4相位误差对OFDM系统的影响

3.3 OFDM系统中的同步算法

3.3.1利用循环前缀实现符号同步与载波同步

3.3.2最大似然方法实现符号定时同步与载波同步

3.3.3 Monte Carlo仿真分析

3.4本章小结

4 OFDM系统的峰值平均功率比问题分析与研究

4.1峰值平均功率比的定义及影响

4.2峰值平均功率比的分布概率问题

4.3降低峰值平均功率比的方法分析

4.3.1信号预失真方法

4.3.2信号编码方法

4.3.3概率类方法

4.4本章小结

5 OFDM数据传输系统仿真

5.1发送端仿真结果

5.2接收端仿真结果

5.3本章小结

6总结与展望

6.1本论文所做工作的总结

6.2有待进一步研究的问题

致谢

参考文献