基于OFDM的移动多媒体广播系统同步技术研究

摘要

本文主要研究频率/时间选择性衰落信道下，无线OFDM系统接收机频率与时间同步的关键技术。 论文首先简要介绍了各国移动多媒体广播技术的发展，阐述了OFDM传输技术的基本思想和数学原理，并对无线传输信道模型的基本特征和重要参数进行了分析；随后，结合相干解调理论和数字信号处理理论，推导分析了符号定时偏移、载波频率偏移和采样钟偏移对无线OFDM系统性能的影响，并重点以中国移动多媒体广播系统(CMMB)为例，在各类传统的OFDM系统时频同步算法的基础上，根据CMMB系统特定的帧格式，深入分析并提出了两种适用于该系统的高效的符号定时和载波同步算法，有效克服了传统算法相关峰不明显的缺陷。全文算法均采用Matlab对性能进行了充分的仿真和比较，仿真结果表明，所提算法在多种复杂信道环境下具有较好的抵抗频率/时间选择性衰落的性能；最后，论文还结合实际的物理层传输控制机制，设计了一套完整的CMMB接收机时频同步系统解决方案，并用实际采集数据对系统的整体结构进行了验证，结果表明，该方案能够满足CMMB系统对于突发传输和移动接收的要求。

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第一章绪论

1.1 移动多媒体通信技术发展概述

1.2 本文工作及内容安排

第二章OFDM技术的基本原理及其发展

2.1 OFDM技术概述

2.2 无线信道的基本特征

2.3 中国移动多媒体广播系统简介

第三章CMMB系统符号定时同步算法研究

3.1 符号定时同步偏移对系统性能的影响

3.2 OFDM时隙定时同步算法

3.2.1 基于最大似然估计的传统算法

3.2.2 一种基于反向共轭对称的改进算法

3.2.3 算法性能仿真与比较

3.3 OFDM符号定时同步估计算法

3.3.1 基于离散导频的传统算法

3.3.2 一种基于信道能量解析的改进算法

3.3.3 算法性能仿真与比较

第四章CMMB系统载波频率同步算法研究

4.1 载波频率偏移对系统性能的影响

4.2 粗小数倍频偏估计算法

4.3 整数倍频偏估计算法

4.3.1 基于连续导频的传统估计算法

4.3.2 一种基于时域扫频的改进算法

4.3.3 一种基于频域差分相关的改进算法

4.3.4 算法性能仿真与比较

4.4 残留载波频率偏移环路跟踪

第五章CMMB系统采样钟同步算法研究

5.1 采样钟偏移对系统性能的影响

5.2 采样钟同步估计算法

5.2.1 采样偏和细小偏的联合估计算法

5.2.2 基于时域内插的采样偏恢复原理

5.3 环路滤波器

5.4 算法性能仿真

第六章CMMB物理层同步模块整体方案设计

6.1 同步模块整体方案

6.2 同步模块的控制机制

6.2.1 符号定时同步的控制机制

6.2.2 载波频率同步的控制机制

6.2.3 采样钟同步的控制机制

6.3 实际采集数据解调验证

第七章结束语

致谢

参考文献

附录A