本文主要研究了OFDM的定时同步技术。对于数字通信系统来说，定时同步和载波同步是实现信息可靠传输的必要条件。如果定时估计不准确，FFT窗口的起始位置不在当前OFDM符号的第一个样点上，那么FFT窗口就可能包含相邻OFDM符号的样点，从而引起符号间干扰(ISI)。而对于子载波要求严格保持正交的OFDM系统来说，载波的频率偏移所带来的影响会更严重，由于频率偏移和符号定时偏移破坏了各予信道载波的正交性，导致载波干扰(ICI)。
本文将就OFDM系统的定时同步做详细的分析，第二章介绍OFDM系统的模型及基本原理和OFDM的优缺点。第三章介绍系统的同步问题，包括对OFDM系统中的同步的概述以及介绍了基于循环前缀、基于训练序列和基于子载波的导频的三种方法。最后分析了同步的一般过程。第四章是本文的重点，分析的是定时同步。首先阐述了定时不同步对OFDM系统的影响，然后对Schmidl&Cox提出的定时算法做了详细分析，并由本文作者将该算法应用于IEEE 802.16d系统中，还学习了一种由Yun Chiu& Dejan Markovic等提出的一种改进的方法。最后介绍了由一种由孙启通提出的新定时算法，由本文作者对新算法在IEEE 802.16d系统进行仿真。第五章对频偏估计做了一些简单的介绍，分析了其对OFDM系统的影响及简单讨论了Schmidl&Cox提出频偏估计算法原理。最后是对本文的总结。本章首先分析了时间同步偏差对OFDM系统的影响，接着列举了几种较为实用的符号同步估计算法。针对802.16d系统的特点，在分析了Schmidl和Cox提出的算法和自相关互相关联合估计算法后，还分析文献[15]提出的一种新的定时同步的算法。文中给出了AWGN信道下新算法的峰值预测公式，这两个公式可以用于帧检测。用Matlab对新算法进行仿真，仿真显示这种新的算法具有很高的灵敏度，系统即使在-15dB的低信噪比下仍能良好工作，而且峰值稳定可预测。
本文第二章阐述了OFDM的基本原理、系统结构和性能，第三章介绍了OFDM系统的同步分类：频率同步、采样钟同步和符号定时同步，并分析了基于循环前缀的同步算法和基于训练序列的同步算法和基于子载波导频的同步算法，最后介绍了同步的一般过程。在第五章中，分析了载波频偏对OFDM系统的影响和简要介绍频偏算法分类及Schmidl和Cox提出的频偏估计原理。
本文的重点是第四章，主要研究定时同步算法，讨论了定时同步误差对OFDM系统性能的影响，介绍了Schmidl和Cox提出的定时同步算法。在IEEE 802.16d系统中通过应用此算法实现定时同步，但是峰值会有一个平台，难以决定符号的真正起点。因此本文还分析了由文献[14]提出的改进算法，该算法较好的解决了schmidl算法中峰值平台的问题。自相关产生的平台不再作为定时判定依据，而只是限定了峰值出现的范围，真正的定时位置由峰值位置决定。但是峰值旁边都有比较高的次高峰，如果噪声较大，次高峰上升为顶峰，定时估计会变得不准确。另外，从实现上看，每滑动一点都要进行自相关和互相关运算，运算量较大；峰值平台的检测算法也较为复杂，不易做到。于是本文作者进一步分析了由文献[15]提出的一种新的定时同步算法，并对其在SUI-3信道，信噪比分别为5dB和-15dB时进行仿真，仿真结果分析表明该算法即使在低性噪比的情况下仍有较好的性能，具有很高的灵敏度，运算量相对比较小且有一定实用价值。
 

目录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 引言 1
1.1 背景 1
1.2 研究内容 2
第2章 OFDM系统模型及基本原理 3
2.1 OFDM的系统模型 3
2.2 OFDM系统的基本原理 4
2.3 OFDM的优缺点 6
2.4 本章小结 6
第3章 正交频分复用系统的同步问题 8
3.1 OFDM系统中的同步概述 8
3.2 OFDM系统中已有的同步算法概述 8
3.3 同步的一般过程 10
3.4 本章小结 11
第4章 定时同步 12
4.1 引言 12
4.2 OFDM符号定时对系统的影响 12
4.3 OFDM符号定时算法分析 14
4.5 本章小结 22
第5章 载波频率同步 23
5.1 载波频偏对OFDM系统的影响 23
5.2 频偏算法简要分析 23
5.3 本章小结 24
第6章 结束语 25
致谢 26
参考文献 27
 


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