慢时变信道下OFDM系统时频同步及信道估计算法研究

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1、摘要摘要正交频分复用(OFDM)技术是当前移动通信领域的一项关键技术。该技术具有很强的抗多径衰落能力，频谱利用率高，适合在无线信道中传输高速数据业务，因而倍受关注。在实际应用中OFDM已经成为无线局域网协议IEEE802．1la、欧洲数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)等多个协议的核心技术，并且成为第四代移动通信系统的主流技术之一。本文首先介绍了OFDM的基本原理，重点强调了OFDM信号子载波相互正交的特性，并给出了基于DFT实现的OFDM系统框图。随后又简要介绍了两种常用协议：基于突发OFDM信号的室内无线通信协议IEEE802．11a以及基

2、于连续OFDM信号的欧洲数字视频广播DVB．T协议。文中详细讨论了OFDM系统的同步问题。首先分析了同步偏差的来源，以及这些同步偏差对OFDM系统造成的影响；并提出了一些有效的同步算法来消除这些影响。这些同步算法中既包括协作通信中的数据辅助型算法，如延时相关算法；又包括非协作通信中的盲同步算法，如极大似然联合估计算法等。然后，论文又对OFDM系统中的信道估计问题进行了较为深入的研究，讨论了多种经典的信道估计算法，如MMSE、SVD、LS算法等。此外，详细介绍了一种基于子空间分解的盲信道估计算法，并将该算法得到的估计结果与经典的信道估计算法进行了比较。最后

3、，本文又对本研究组独立开发的“OFDM系统仿真演示软件"进行了简要介绍，包括软件功能及使用方法等。关键字：正交频分复用，同步，信道估计，IEEE802．11，DVB．TAbstractOthogonalfrequencydivisionmultiplicationisoneofthekeytechnologiesintoday’Smobilecommunicationresearchfield．Thistechnologyisconsiderablyrobustinmulti-pathenvh'onmentswithhi曲spectrumefficien

4、cy．Thus，itisverysuitableforthe11i曲一ratedataservicesinwirelessapplicationsandhasdrawnuniversalattention．Currently,OFDM，whichhasbecomethefundermentaltechnologyofWLANprotocolIEEE802．1la,EuropeanDi萨ialAutoBroadcasting(DAB)，DigitalVideoBroadcasting(DVB)，ete，isalsoregarded器oneofthemost

5、popularschemesofthe4Gmobilesystems．Atthebeginningofthisdissertation,thebasicprinciplesofOFDMarcillustratedindetail．ADFTbasedOFDMsystemdiagramisgivenafteremphasizingtheorthogonalcharacteristics．Then，twocommonprotocols，IEEES02．1laandDVB-T,alebrieflyintroducedrespectively．Theformeri

6、sbasedonburstOFDMsignalandappliedinindoorWLANenvironment，whilethelatterutilizesthecontinualOFDMsignalmainlyintheMANcircumstances．Thesynchronizationproblemisdiscussedindetailafterwards．Thesynchronizationparametersaredefinedinordertodemonstratetheeffectofthem．Hereafter,someeffectiv

7、esynchronizationalgorithmsareputforthtoeliminatetheseeffects．Thealgorithmsincludenotonlythedataaided，butalsotheblindones．Channelestimationisanotherfocaltopicofthisdissertation．Firstly,areasonablemulti-pathmodelisconstructed．Secondly,someclassicalchannelestimationalgorithms，likeMM

8、SE，SVD，LSandSubspacebasedblindones，arest