循环前缀在ofdm 系统中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com国讥技2oo3~1期REsICH&DEⅦL研o究PI与E开N发I’文章编号：1001—893X(2003)01—106—06循环前缀在OFDM系统中的应用*李郜伟曹增峰张海林(西安电子科技大学，陕西西安710071)摘要：本文详细论述了OFDM系统中循环前缀在削弱符号间干扰(ISI)、栽波间干扰(ICI)以及在实现时频同步中的应用。在OFDM符号间插入循环前缀，可以减小ISI和ICI，并为实时时频偏移估计提供足够信息，使得系统同步结构简单且工作高效。关键词：移动通信；正交多载波调制；循环前缀；偏移估计；时频同步中图分类号：TN929．5文献标识码

2、：AAppliationofCyclicPrefixinOFDMSystemsLlGao—wei，CAOZeng一ng，ZHANGHai—(X&hanUniversity，Xian710071，China)Abstract：Inthispaper，theapplicationsofcyclicprefixinthefieldsofweakeningISIandICIandtheI'~11i721．一donoftime—frequencysynchronizationinOFDMsystemsarediscussedindetail．Whenthecyclicprefixisin—sertedi

3、ntoOFDMsymbols，theICIandISIcallbedecreased，andtheredundancyintroducedbycyclicprefixcallprovidesuficientinformationforsimultaneousestimationoftime—frequencyofset，thusmakingthesystemsynchronizationsimpleinstructureandefficientinperformance．Keywords：Mobilecommunication；OrthogonalFrequency—DivisionMulti

4、plexing(OFDM)；CyclicPref~(CP)，Ofsetestimation；Time——frequencysynchronization符号中插入保护间隔，其长度一般选择等于信道冲一击响应长度。保护间隔可以不包含任何信号，但是、引言近年来，OFDM由于其频谱利用率高、成本低等这样也会引入ICI，破坏了子载波间的正交性。如果优点越来越受到人们的关注。在无线方面，OFDM引入的保护间隔由信号的循环扩展构成，即引入循不仅成熟地应用于数字广播无线电系统，而且在数环前缀，长度满足消除ISI的循环前缀亦可消除ICI，字广播电视及4G移动通信领域中被列为关键技可以推导出其长度L满足L>一2时

5、即可完全消术。有线方面，OFDM以离散多音调制(DMT)的形除ISI和ICI(其中为信道冲击响应长度)。式在数字宽带系统中得到应用，如高比特率数字用在OFDM系统接收端，失同步会严重影响户线路(HDSL)和非对称数字用户线路(ADSL)。随OFDM系统接收机的性能。首先多载波系统对时偏着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需的敏感性高于单载波系统，所以必须对符号采样起求，OFDM技术在通信领域将得到越来越广泛的应始时刻进行准确的估计；其二是接收机与发射机的用。振荡器失匹配会产生很大的比特误差并可能极大地在OFDM系统中，符号间干扰(ISI)会导致较高的误码率，同时产生载波间干扰(ICI)

6、，损失正交性，降低符号时间同步的性能。因此对符号时间和载波使系统性能下降。为削弱ISI的影响，通常在OFDM频率偏移进行估计并把它的影响降到最低是非常重收稿日期：2002—07—04·106·维普资讯http://www.cqvip.com国钆技2003~1期RESIRCH&DEVEL研o究PI与巨开N发T要的。循环前缀的引人为时频偏移估计提供了一种解决ISI、ICI和时频偏移估计问题中的应用。高效而且结构简单的方案。事实证明在OFDM系统中应用循环前缀不仅可以减轻IsI和ICI，而且使时二、0FDM系统模型频估计在没有导符号的情况下也可有效进行，仿真图1所示的模型是一个时间离散的基带OFDM

7、显示了基于循环前缀的时频偏移估计的性能。系统。本文中，我们论述了循环前缀在OFDM系统中『lsfk1r(k并／串————_．．信道——．．-串／并00一、rkrXkSkykYN．XN．图1OFDM系统模型Lh—lxk是QAM或QPSK星座调制的输出信号，为复=h(k)*s(k)：∑h(u)s(k—u)其中一部分是来数。X通过反离散傅里叶变换(mrr)调制到N个子u=0自上一个符号的IsI干扰。图2