OFDM系统时频同步技术研究

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1、北京交通大学硕士学位论文OFDM系统时频同步技术研究ResearchontimeandfrequencysynchronizationtechnologyinOFDMsystems作者：吕宸导师：赵军辉北京交通大学2013年3月学位论文版权使用授权书嬲本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘

2、。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)翮躲彰签字日期：＼飞年￥月婶／宸鼢2阢甲名每釜眇醐Ⅻ文期位字学签中图分类号：TN929．5UDC：621．39学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文OFDM系统时频同步技术研究ResearchontimeandfrequencysynchronizationtechnologyinOFDMsystems作者姓名：吕宸导师姓名：赵军辉学位类别：工学学科专业：通信与信息系统学号：10120128职称：副教授学位级别：硕士研究方向：无线通信北京交通大学2

3、013年3月致谢光阴似箭，硕士生活一晃而过。回首在北交大的日子里，感慨良多，在这里我度过了最难忘的时光。值此论文结束之际，我要衷心感谢所有关心过我帮助过我的老师们和同学们!再次衷心感谢两年来我的导师赵军辉副教授对我的关心和指导。本论文的工作是在赵老师的悉心指导下完成的，赵老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，也是我今后人生道路上的宝贵财富。在实验室工作及撰写论文期间，实验室同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的父母，他们的理解和支持使我能够在

4、学校专心完成我的学业。中文摘要摘要：正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技术以其抗多径衰落和高频谱利用率特点成为下一代移动通信的关键技术之一，近年来在学术研究和工程实践中得到广泛的关注。OFDM系统利用相互正交的子载波显著提高了频谱利用率，但是易受移动无线信道造成的时延及频偏影响，破坏子载波间的正交性，从而引入符号间干扰(InterSymbolInterference，ISl)，降低系统性能。因此，精确有效的时频同步技术是OFDM系统保证

5、良好性能的重要技术之一，也是保证OFDM系统正常高效工作的必要前提。本文主要针对OFDM系统的符号定时同步和载波频率同步进行了全面并且较为深入的研究，分别对基于循环前缀(CyclicPrefix，CP)的非数据辅助类算法和基于辅助数据的同步算法进行理论推导和仿真方案设计，比较了不同类型的经典算法及其改进算法在不同信道环境下的优劣。对于非数据辅助类算法，本文着重分析其在频率选择性衰落信道下的同步精度和算法复杂度，并针对现有算法计算复杂度较高的问题提出一种基于多项式拟合的定时同步改进算法，在保证定时同步精度接

6、近最优算法的同时，有效地降低了算法实现所需要的计算时间。而对于数据辅助类的算法，本文研究比较了几种现有算法在频率选择性信道下的时频同步效果，并针对频率选择性信道下相关峰的缺陷提出一种使用相关和值下降沿检测的优化算法，以适应复杂恶劣的多径衰落环境。高速移动环境带来的多普勒效应，会破坏OFDM系统子载波之间的正交性。针对高速移动环境下无线移动信道的特征，本文研究了多普勒分集技术，以对抗高速移动条件下无线信道的多普勒频移和多普勒扩展，并通过仿真验证改进型多普勒分集算法可以明显降低计算复杂度。计算机仿真结果表明，

7、传统的时频同步算法可以获得信道时延及频偏估计，但是在频率选择性信道中，尤其是复杂多径信道，传统同步算法的效果往往不尽人意。此外，算法复杂度较高，需要的计算量较大是影响其实际应用的主要因素之一一，因此，在不断提升同步算法性能的基础上，如何合理优化计算方法，降低所需计算量，也在文中进行了探讨。关键词：正交频分复用；符号定时同步；载波频偏估计分类号：TN929．5北京交通大学硕士毕业论文ABSTRACTABSTRACTOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM)ha

8、sbecomeoneofthekeytechnologiesofthenextgenerationmobilecommunicationsystemsbecauseofitsexcellentperformanceinimprovingspectralefficiencyanditsrobustnesstofrequencyselectivefadingchannels．RecentlyOFDMhasbeengivenabro