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OFDM系统的同步技术研究

作　者: 翟宁
导　师: 庞伟正
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用同步循环前缀训练序列
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 62次
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内容摘要

正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制技术。它以其极高的频谱利用率和良好的抗干扰能力日益收到重视,并已经被广泛地应用于数字音频广播(DAB),数字视频广播(DVB)及IEEE802.11a无线局域网标准等等。正交频分复用技术将成为第四代无线移动通信系统中的核心技术。但是OFDM系统也存在很多缺点,它对同步误差十分敏感。当OFDM系统中存在同步误差时,会引起严重的载波间干扰和符号间干扰。这些干扰将会使OFDM系统中的解调性能明显下降,因此精确的同步对于OFDM系统来说十分重要。本文首先回顾了OFDM技术的发展历程,介绍了OFDM基本原理以及其优缺点和关键技术。在系统分析各种同步偏差对OFDM系统的影响的基础上,详细介绍了基于循环前缀的符号定时和载波频率联合同步算法和基于训练序列的OFDM系统符号定时同步算法。基于循环前缀的OFDM系统联合同步算法中,本文主要介绍了最大似然估计法；基于训练序列的OFDM系统符号定时同步算法中本文主要介绍了Schmidl&Cox定时同步算法、Minn定时同步算法、Park定时同步算法以及基于CAZAC序列的定时同步算法。并且对各种算法分别进行了系统仿真,分析算法的优缺点,最后对这几种同步算法进行同步性能比较。本文在分析上述同步算法的基础上提出了改进算法。针对基于训练序列的同步算法中的Schmidl&Cox方法和基于CAZAC序列的同步算法分别提出改进。充分利用循环前缀和训练序列中的信息进行符号定时同步,定义新的符号定时估计函数,适当选取函数中的加权系数。改进算法克服了原算法的定时同步性能容易受到循环前缀影响的缺点。仿真结果表明：同步性能得到明显提高。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-22
  1.1 课题研究背景  12-17
    1.1.1 OFDM技术的发展与前景  12-13
    1.1.2 OFDM系统的优缺点  13-14
    1.1.3 OFDM的关键技术  14-17
  1.2 OFDM同步问题研究的背景及意义  17-18
  1.3 OFDM同步问题研究概况  18-20
  1.4 本文的工作内容安排  20-22
第2章 OFDM技术的基本原理  22-31
  2.1 无线衰落信道的传播特征  22-24
    2.1.1 信道的时间弥散性及频率选择性衰落  22-23
    2.1.2 信道的频率弥散性及时间选择性衰落  23-24
  2.2 OFDM系统的基本原理  24-29
    2.2.1 OFDM的系统模型  24-25
    2.2.2 串并转换  25-26
    2.2.3 子载波调制  26-27
    2.2.4 基于DFT的OFDM实现  27-28
    2.2.5 保护间隔和循环前缀  28-29
  2.3 OFDM系统参数的选择  29-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 OFDM同步问题分析  31-38
  3.1 OFDM同步方式  31-33
    3.1.1 符号同步  32
    3.1.2 样值同步  32-33
    3.1.3 载波同步  33
  3.2 OFDM系统同步原理  33-35
  3.3 同步偏移对系统性能的影响  35-37
    3.3.1 载波频率同步误差的影响  35-36
    3.3.2 符号同步误差的影响  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章基于循环前缀的联合同步算法  38-44
  4.1 最大似然估计算法  38-40
  4.2 算法实现  40-41
  4.3 仿真分析  41-43
  4.4 本章小结  43-44
第5章基于训练序列的定时同步算法  44-61
  5.1 Schmidl & Cox定时同步算法  44-46
  5.2 Minn定时同步算法  46-48
  5.3 Park定时同步算法  48-50
  5.4 改进的Schmidl & Cox定时同步算法  50-59
    5.4.1 考虑到CP的同步改进算法  51-58
    5.4.2 利用滑动窗口取平均  58-59
    5.4.3 仿真结果分析  59
  5.5 本章小结  59-61
第6章基于CAZAC序列的定时同步算法  61-68
  6.1 CAZAC序列  61-63
    6.1.1 常用的CAZAC序列  61-62
    6.1.2 Zadoff-Chu序列的性质  62-63
  6.2 基于二级级联CAZAC序列的同步算法  63-65
  6.3 改进算法  65-67
  6.4 本章小结  67-68
结论  68-70
参考文献  70-75
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  75-76
致谢  76

OFDM系统的同步技术研究

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