OFDM同步和信道估計及聯(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)信道條件對子載波進行靈活調(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，并成為第四代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。但OFDM系統(tǒng)對同步誤差和信道估計誤差非常敏感，如何在OFDM系統(tǒng)中準確快速地實現(xiàn)同步和信道估計是至關(guān)重要的。目前，大多數(shù)方法都只是對同步和信道參數(shù)單獨進行估計，而信道估計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)將同步和信道估計聯(lián)合考慮。本文對OFDM同步技術(shù)和信道估計技術(shù)及聯(lián)合算法進行了研究，主要工作如下：
　　 首先，研究和分析了同步誤差對系統(tǒng)性能的影響。對基于循環(huán)前綴最大似然估計同步算法做了詳細推導(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、能量平均的改進方法，和縮短相關(guān)運算窗口的改進算法，仿真證明改進算法均能獲得較好的定時同步性能，優(yōu)于原算法。此外，還對Schmidl&Cox、M

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

4、基于FFT的時域濾波器和判決反饋相結(jié)合的改進的編碼判決反饋信道估計方法，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，改進算法進一步降低了系統(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)合信道估計的載波頻偏估計算法，先利用塊狀導(dǎo)頻的特性進行載波頻偏捕獲，然后聯(lián)合信道估計進行載波頻偏跟蹤。在此基礎(chǔ)上，又提出了相應(yīng)的改進聯(lián)合算法，它是在跟蹤載波頻

5、偏時，對Lf個OFDM符號進行符號塊處理，這樣可以大大減小噪聲對估計值的影響，提高估計精度。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性能，有效地實現(xiàn)同步和信道跟蹤，改進后的聯(lián)合算法在慢時變信道下估計性能優(yōu)于聯(lián)合算法。同時，基于塊狀導(dǎo)頻的信道估計可以有效消除累積的誤差，將快衰落信道轉(zhuǎn)化為多個慢衰落信道，克服了塊狀導(dǎo)頻只適用于慢衰落信道的缺點。
　　 最后，提出了一種聯(lián)合載波頻偏估計和信道估計的迭代算法，在載波頻偏