基于IEEE802.16e协议的OFDM系统时频同步算法研究

摘要

正交频分复用(OFDM)技术是IEEE802.16e协议物理层的核心技术之一，具有频谱利用率高、数据传输速率快和抗多径衰落能力强等优点，因此受到了业界的广泛关注。由于OFDM系统的各个子载波间具有严格的正交性，其对定时偏移和载波频率偏移非常敏感，所以，同步技术成为OFDM系统中重点研究的关键技术之一。 本文在结合IEEE802.16e协议的基础上，重点阐述OFDM系统的同步技术，进而提出了一种新的利用互补码的训练符号来实现符号同步和频率补偿的时频同步算法。该算法采用了延迟相关算法的基本理论，通过对互补码的各种性质的研究，并且分析了利用训练符号实现同步的这类方法所具有的性能界限，设计了新的训练符号的结构，充分利用互补码优良的自相关特性，实现了在延迟相关算法中提高符号定时和频率补偿精度的目的。本文做了大量的仿真，通过与各种经典算法的性能进行比较分析，证明本文提出的同步算法能够有效地提高OFDM系统定时的性能。

目录

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 IEEE 802.16协议的发展

1.3 OFDM技术的发展和特点

1.3.1 OFDM技术的发展

1.3.2 OFDM技术的特点

1.4本文的主要工作和内容安排

第二章OFDM系统的基本原理

2.1无线衰落信道

2.1.1无线信道的多径衰落

2.1.2无线信道的时变性及多普勒频移

2.2 OFDM系统的基本原理

2.2.1 OFDM系统的基本模型

2.2.2用快速傅里叶变换实现OFDM

2.2.3傅里叶变换的过采样

2.2.4保护间隔和循环前缀

2.2.5 OFDM系统结构

2.3本章小结

第三章OFDM技术在IEEE 802.16e协议中的应用

3.1 IEEE 802.16e协议

3.1.1 IEEE 802.16协议体系概述

3.1.2 IEEE 802.16e协议模型

3.2 IEEE 802.1 6e协议物理层中使用的OFDM技术

3.2.1 OFDM符号描述

3.2.2信道编码

3.2.3 调制

3.2.4帧结构

3.2.5 IEEE 802.16e协议中对OFDM的改变

3.3 IEEE 802.1 6e信道环境模型

3.4本章小结

第四章OFDM系统的同步技术

4.1 OFDM系统的同步原理

4.2 同步偏差对OFDM系统性能的影响

4.2.1载波频率同步偏差

4.2.2符号定时同步偏差

4.3 OFDM系统的同步算法

4.3.1 基于训练符号的时域相关同步算法

4.3.2 Schmidl同步算法

4.3.3 Minn同步算法

4.3.4 Park同步算法

4.3.5具有伪随机序列加权因子的同步算法

4.4本章小结

第五章 利用互补码改进的OFDM同步新算法

5.1 互补码

5.1.1互补码的定义

5.1.2互补码的自相关性质

5.2克拉美-罗界的证明

5.3训练符号结构的设计

5.4符号定时估计

5.4.1符号定时测度函数

5.4.2符号定时性能仿真分析

5.5载波频率偏移估计

5.5.1频偏估计

5.5.2频偏估计性能仿真分析

5.6本章小结

第六章结论

致谢

参考文献