OFDM同步和信道估計(jì)及聯(lián)合算法的研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)以其高的頻譜利用率、很強(qiáng)的抗多徑干擾能力、高速的傳輸能力、以及根據(jù)信道條件對(duì)子載波進(jìn)行靈活調(diào)制及功率分配的能力，已在無線高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，并成為第四代移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。但OFDM系統(tǒng)對(duì)同步誤差和信道估計(jì)誤差非常敏感，如何在OFDM系統(tǒng)中準(zhǔn)確快速地實(shí)現(xiàn)同步和信道估計(jì)是至關(guān)重要的。目前，大多數(shù)方法都只是對(duì)同步和信道參數(shù)單獨(dú)進(jìn)行估計(jì)，而信道估計(jì)性能與同步性能是密切相關(guān)的，為了能夠大幅度的提高OFDM

2、系統(tǒng)的整體性能，應(yīng)將同步和信道估計(jì)聯(lián)合考慮。本文對(duì)OFDM同步技術(shù)和信道估計(jì)技術(shù)及聯(lián)合算法進(jìn)行了研究，主要工作如下：
　　 首先，研究和分析了同步誤差對(duì)系統(tǒng)性能的影響。對(duì)基于循環(huán)前綴最大似然估計(jì)同步算法做了詳細(xì)推導(dǎo)研究，通過matlab仿真分析了算法的性能；提出了能量歸一化、能量非歸一化、能量平均的改進(jìn)方法，和縮短相關(guān)運(yùn)算窗口的改進(jìn)算法，仿真證明改進(jìn)算法均能獲得較好的定時(shí)同步性能，優(yōu)于原算法。此外，還對(duì)Schmidl&Cox、M

3、inn、Park三種經(jīng)典的定時(shí)同步算法做了詳細(xì)的研究和仿真分析，并分別針對(duì)Schmidl&Cox算法的定時(shí)度量函數(shù)存在平臺(tái)區(qū)的，Minn算法定時(shí)度量函數(shù)變化緩慢和旁瓣較大，和Park算法的定時(shí)度量函數(shù)存在副沖擊峰的不足，提出了三種相應(yīng)的改進(jìn)算法，仿真證明三種改進(jìn)算法的定時(shí)度量函數(shù)均能在正確定時(shí)點(diǎn)出現(xiàn)沖擊峰，大大提高了定時(shí)精度。
　　 其次，詳細(xì)研究和分析了編碼判決反饋的信道估計(jì)算法，并運(yùn)用到采用塊狀導(dǎo)頻的OFDM系統(tǒng)中，提出了將

4、基于FFT的時(shí)域?yàn)V波器和判決反饋相結(jié)合的改進(jìn)的編碼判決反饋信道估計(jì)方法，并且為了反映信道的相關(guān)性，引入了加權(quán)因子，仿真結(jié)果表明，改進(jìn)算法進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的誤碼率，性能可以提高2-4dB。
　　 再次，由于同步與信道是密切相關(guān)的，因此將兩者聯(lián)合考慮，提出了一種基于塊狀導(dǎo)頻的聯(lián)合信道估計(jì)的載波頻偏估計(jì)算法，先利用塊狀導(dǎo)頻的特性進(jìn)行載波頻偏捕獲，然后聯(lián)合信道估計(jì)進(jìn)行載波頻偏跟蹤。在此基礎(chǔ)上，又提出了相應(yīng)的改進(jìn)聯(lián)合算法，它是在跟蹤載波頻

5、偏時(shí)，對(duì)Lf個(gè)OFDM符號(hào)進(jìn)行符號(hào)塊處理，這樣可以大大減小噪聲對(duì)估計(jì)值的影響，提高估計(jì)精度。仿真表明，聯(lián)合算法在高斯和多徑衰落信道下均能獲得較好的估計(jì)性能，有效地實(shí)現(xiàn)同步和信道跟蹤，改進(jìn)后的聯(lián)合算法在慢時(shí)變信道下估計(jì)性能優(yōu)于聯(lián)合算法。同時(shí)，基于塊狀導(dǎo)頻的信道估計(jì)可以有效消除累積的誤差，將快衰落信道轉(zhuǎn)化為多個(gè)慢衰落信道，克服了塊狀導(dǎo)頻只適用于慢衰落信道的缺點(diǎn)。
　　 最后，提出了一種聯(lián)合載波頻偏估計(jì)和信道估計(jì)的迭代算法，在載波頻偏