ofdm同步算法的研究及仿真实现

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1、ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C:NO:20091252ADissertationfortheDegreeofMasterTheResearchandSimulationonOFDMSynchronizationAlgorithmCandidate:SunboSupervisor:Prof.WangZhen-chaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Comm.&Info.SystemUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:June

2、，2012摘要摘要正交频分复用(orthogonalfrequency-divisionmultiplexing,OFDM)技术是一种多载波数字调制技术，它具有抗多径能力强，频谱利用率高等优点，与其他技术结合在一起应用到第四代移动通信中。但OFDM技术的缺点是对定时同步误差和频率偏差非常敏感。定时偏差会造成相位的旋转，而频率偏移会使OFDM各子载波间正交性遭到破坏，系统性能急剧恶化。因此准确地时频同步对提升OFDM系统的整体性能起到非常关键的作用。本文研究OFDM的同步算法及仿真实现，主要研究符号定时同步和频率同步算法的优化问题。首先介绍了国内外研究OFDM同步技术的成果现状，OFDM的

3、基本原理和系统模型，循环前缀的作用和相关无线信道的知识，并详细分析了符号定时误差和载波频率偏移对OFDM系统的影响，基于循环前缀的和基于训练符号的OFDM定时同步算法各自的优势和缺点，并用仿真图直观的呈现出定时性能的好坏。其次，指出基于训练符号的同步算法存在训练符号的循环前缀会造成符号定时估计曲线有多个相关峰从而引起定时错误的缺点，并提出了一种改进算法。改进方案是通过引入伪随机加权因子重新设计训练符号，利用伪随机序列的自相关性和设计之前训练符号的共轭对称结构提出相应的定时测度函数，来进行符号定时同步，并实现频率同步。改进算法消除了由于训练符号的循环前缀引起的相关峰造成的符号定时错误，更有

4、效地提高了频率同步的精度和捕获速度。并在定时同步和频率校正之后对整个OFDM系统进行误码率的仿真，有效证明误码率呈下降趋势。再次，针对CAZAC序列由于循环前缀长度不同会产生多个与正确定时位置强度相近的相关峰的问题，通过调整伪随机序列的结构，定时算法消除了多个相关峰，提高了CAZAC序列符号同步算法的定时估计性能。关键词正交频分复用同步算法循环前缀伪随机序列CAZAC序列IAbstractAbstractOrthogonalfrequencydivisionmultiplexing(OFDM)technologyisamulti-carrierdigitalmodulationtechn

5、ique.Ithasadvantagesofstronganti-multipathcapabilityandhighspectrumutilizationrate,whichappliedtothefourthgenerationmobilecommunicationscombinedwithothertechniques.ButOFDMtechnologyisverysensitivetotimingsynchronizationerrorandfrequencydeviation.Timingoffsetwillcausetherotationofthephaseandfreque

6、ncyoffsetmakestheorthogonalityofeachOFDMsub-carrierdestructed,whichhasasharpdeteriorationinOFDMsystemperformance.ThisdissertationresearchesOFDMsynchronizationalgorithmandsimulation,optimizessymboltimingsynchronizationandfrequencysynchronizationalgorithmasthemainproblems.Firstly,itintroducestheout

7、comeofOFDMsynchronizationtechnologyathomeandabroad,andadetailedanalysisofsymboltimingerrorandcarrierfrequencyoffsetofOFDMsystem.Weanalyzetheirownadvantagesanddisadvantagesoftimingsynchronizationmethodsbasedoncyclicpref