基于OFDM技术的电力线通信系统中同步技术的研究与改进

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1、东南大学硕士学位论文基于OFDM技术的电力线通信系统中同步技术的研究与改进姓名：张海健申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：于东海20070301摘要近几年来电力线载波通信一直是一个研究热点，同时考到正交频分复用(OahogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)技术由于具有抗频率选择性衰落、频谱效率高和抗窄带干扰等优点，在现代通信中越来越受到重视，所以电力线载波通信中也采用了OFDM技术。但OFDM系统对时间和频率偏差很敏感，因此准确的时间同步和精确的频率同步是OFDM系统正常工作的前提。如何设计一种实现起来简单而性能又比较好的OFDM系统

2、同步方案，国内外很多学者己经对此作了大量的研究，取得了很多成果，但仍旧需要作进一步的研究。本文主要针对定时同步和频率同步的问题作了相关研究和改进。主要内容如下：首先介绍了本课题相关技术的发展情况，课题的研究背景和意义；OFDM的发展历史等。其次介绍了OFDM技术的基本原理，给出了OFDM信号的基本特性以及一般OFDM系统的构成模型，详细介绍了OF删系统中涉及到的关键技术。然后介绍和分析了OFDM系统中的同步问题，包括了载波频率偏差、符号定时偏差、时钟频率偏差等对系统性能的影响。然后重点介绍了SclⅧidl和Cox提出的同步方案和H．Mirm等提出了一种改进的定时算法，同时分析了基于IEEE8

3、02．11a协议的帧结构的同步算法。提出了结合功率检测和延时相关相结合的同步算法。另外在前人同步技术研究的基础上，针对本系统所采用的同步算法，对算法的数字硬件实现给出了合理的流程图，并详细的说明了频率偏移同步模块的FPGA实现，给出了仿真结果。最后总结了全文的工作，对O删技术的实现需要进一步完善的方面与后续工作进行了探讨。关键词：正交频分复用，定时同步，载波频率同步．ht：raztAbstractPowerlinecarrierfrequencycommuncationhavebeenahotresearchpointinrecentyearBecauseofrobustnesstoimpu

4、lsenoiseandfastfrequencyselectivefading,orthogonalfrequencydivisionmultiplexing(OFDM)modulationhasattractedconsiderableattentionfromresearchers．SopowerlinecarrierfrequencycommunicationsystemalsochooseOFDMtechniqueasoneofitskeytechnique．However,OFDMsystemsarcverysensitivetotimeandfrequencysynchroniz

5、ationel"l'Ors．Manyexpertshavedonealotofresearchandgotlotsofachievementsaboutsynchronizationschemeswhichc∞berealizedsimplyandhavegoodperformance．ThisdissertationinvestigatesthetopicoftimeandfrequencysynchronizationforOFDMsystems．Thecontentofthedissertationisshownasfollowing．Firstly，somerelatedtechno

6、logyaboutthistaskisdescribed，suchasthehistoryanddevelopmentaboutOFDM，．Secondly．thebasictheoryofOFDMsystemandthesystemmodela∞introduced．WealsointroducedthebasiccharacteristicsofOFDMsignal．Thekeytechniquesageproposedanddiscuessedindetail．Thirdly，synchronizationtechniquehasbeenanalysed．Theerrorsoffreq

7、uencysynchronization，timingsynchronization，andthesamplingratesynchronizationarcdiscussedindetail．Afterwards，sometypicalsynchronizationschemeshavebeenstudied．includeSchmidlandCox’smethodandH．Minn’smethod．Att