OFDM系統(tǒng)聯(lián)合同步與信道估計(jì)算法研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)作為多載波并行傳輸技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N有效手段。OFDM頻譜利用率高，能有效對(duì)抗多徑衰落和窄帶干擾，目前已經(jīng)是下一代無(wú)線通信關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 OFDM信號(hào)在無(wú)線信道傳輸過(guò)程中經(jīng)歷了非常惡劣的環(huán)境，其中包括信號(hào)能量的衰落、多徑衰落以及信道的時(shí)變性。接收端接收的無(wú)線信號(hào)會(huì)存在定時(shí)誤差和載波頻偏，會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能造成

2、不良的影響。同時(shí)信號(hào)在信道傳輸過(guò)程中會(huì)發(fā)生失真，需要對(duì)信道參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，來(lái)改善信道誤差對(duì)OFDM系統(tǒng)傳輸容量的影響，保證相干解調(diào)的正確執(zhí)行。
　　 本文圍繞OFDM系統(tǒng)同步和信道估計(jì)技術(shù)展開研究，主要完成了以下工作:
　　 (1)在對(duì)傳統(tǒng)的訓(xùn)練符號(hào)輔助的符號(hào)定時(shí)同步算法分析中發(fā)現(xiàn)，Schmidl采用訓(xùn)練序列中的重復(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行同步，定時(shí)函數(shù)有平臺(tái)效應(yīng)，造成定時(shí)點(diǎn)不準(zhǔn)，只適合粗同步。而改進(jìn)的Park和Ren算法雖然有尖銳的定時(shí)

3、函數(shù)，但在瑞利多徑衰落信道中同步性能較差，Hamed算法能較強(qiáng)對(duì)抗瑞利多徑衰落，但算法復(fù)雜度較高。對(duì)此本文提出了一種新的OFDM系統(tǒng)符號(hào)定時(shí)同步算法，充分利用格雷互補(bǔ)序列對(duì)的自相關(guān)互補(bǔ)特性設(shè)計(jì)定時(shí)同步函數(shù)，在多徑衰落信道下仍然能獲得類似沖激函數(shù)的定時(shí)曲線，在較低算法復(fù)雜度下大大提高了同步精度，能很好用于系統(tǒng)粗同步和精同步。
　　 (2)對(duì)LS、DFT和LMMSE三種信道估計(jì)算法進(jìn)行了研究，LS算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單但因沒(méi)有考慮噪聲干擾使得

4、估計(jì)精度很低，DFT與LMMSE需要對(duì)LS估計(jì)值進(jìn)一步降噪獲得精度更高的信道估計(jì)值，其中LMMSE算法具有最好的均方誤差性能，但需要用到信道先驗(yàn)知識(shí)，并且涉及矩陣求逆等復(fù)雜運(yùn)算。另外現(xiàn)有的信道估計(jì)算法都是在假定沒(méi)有同步誤差的情況下進(jìn)行。對(duì)此本文提出利用同步過(guò)程得到的初始信道沖激響應(yīng)值，設(shè)計(jì)OFDM系統(tǒng)聯(lián)合同步與信道估計(jì)算法，得到第一信道抽頭位置的同時(shí)進(jìn)一步調(diào)整符號(hào)的開始位置。以上所有過(guò)程全部在時(shí)域完成，在去除噪聲項(xiàng)后，最終的信道頻域估計(jì)