OFDM水聲通信系統(tǒng)的時頻同步技術(shù)研究.pdf

1、海洋水聲信道是一個復(fù)雜的時、空、頻變信道。信道帶寬窄，多途干擾嚴(yán)重，高噪聲和時延擴展大，使得在海洋中實現(xiàn)高速率、可靠的通信成為挑戰(zhàn)性的研究課題。而由信道多徑傳播引起的碼間干擾和頻率選擇性衰落是水聲通信面臨的主要困難。正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)具有良好的抗頻率選擇性衰落性能和充分的帶寬利用率，成為目前水聲通信研究的熱點。但它也存在不足，對同步誤差敏感是影響系統(tǒng)性能的主要因素之一。OFDM技術(shù)的高頻譜利用率和傳輸?shù)目煽啃跃宰虞d波間的正交

2、性為基礎(chǔ)，載波頻偏的存在破壞了子載波間的正交性，導(dǎo)致嚴(yán)重的子載波間干擾；符號定時誤差又會引起符號間干擾。因此，研究OFDM的同步技術(shù)，對符號定時和頻率偏移進行有效的估計和補償具有非常重要的意義，本文主要研究無線中的OFDM時頻聯(lián)合同步算法，通過對算法的分析改進使之能夠應(yīng)用于OFDM水聲通信系統(tǒng)中，主要工作概括如下： 首先，在綜合分析水聲信道特性和OFDM技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，介紹了OFDM水聲通信系統(tǒng)模型與系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計，指出OFD

3、M系統(tǒng)的優(yōu)點和存在的缺點。接著分析了同步誤差對系統(tǒng)的影響。詳細介紹了基于循環(huán)前綴、導(dǎo)頻符號和訓(xùn)練序列的OFDM系統(tǒng)符號定時和載波頻率聯(lián)合同步算法，并提出了改進算法。通過仿真，比較分析算法在高斯白噪信道(AWGN)下和多徑衰落信道下的同步性能。介紹了符號定時同步參數(shù)的選擇，并針對水聲信道中第一徑不是最強徑的問題，闡述了第一徑檢測方法，接著介紹了殘余頻偏補償方法。最后進行水池和海洋試驗，驗證算法在實際水聲信道中的性能。結(jié)果表明，本文采用的同