基于IEEE802.16e的OFDM载波同步算法的研究

• 作 者: 刘文成
• 机 构: 重庆邮电大学
• 出 处: 重庆邮电大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 正交频分复用 载波同步 频偏估计 信号结构

正交频分复用(OFDM)技术是当前移动通信领域的一项关键技术，具有很强的抗符号间干扰、抗多径衰落能力，在无线通信领域已得到广泛应用，被看作是3G以后移动通信的核心技术。OFDM采用了正交多载波技术，频谱利用率很高，目前已被应用于无线局域网、数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB-T)系统中。　　
本文介绍了OFDM的产生与发展背景、OFDM技术的优缺点、当前OFDM应用领域及发展前景。阐述了OFDM基本原理，对OFDM信号结构，OFDM系统结构以及OFDM关键技术进行了详尽的介绍与总结。　　
讨论了OFDM同步类型，对OFDM各种同步偏差对整个OFDM系统的影响进行了分析，并对常用的同步方法进行了讨论和总结。　　
研究了频率同步算法。首先，讨论了两种捕获阶段算法(联合实现符号定时和载波同步最大似然估计算法(MLE)、Schmidl&Cox算法)和一种跟踪阶段的经典频率同步算法(P.Moose算法)，并分别对算法进行Matlab仿真并对仿真结果进行了分析，并对三种算法对频偏估计的各方面性能进行对比分析。然后，考虑到传输效率和跟踪阶段频偏一般很小的实际情况，又讨论了两种跟踪阶段的频率同步算法，相干判决反馈算法以及它的改进算法--差分判决反馈算法，对这两种算法也进行了Matlab仿真，并对它们的频偏估计性能进行了分析和比较。最后，立足于802.16e标准，提出了两种基于802.16e的OFDM帧结构以及OFDM符号子载波特点的频率同步算法，一种是基于Schmidl&Cox算法思想的捕获阶段的载波同步算法，一种是改进的用于跟踪阶段的差分判决反馈算法(结合了MMSE方法和差分判决反馈算法)。通过Matlab仿真分析，基于802.16e的OFDM帧前导符号的Schmidl&Cox算法能增大频偏估计范围，并能达到802.16e标准所要求的频偏估计容限，改进的差分判决反馈算法在频偏估计精度上也有明显地提高，估计范围也略微增大，达到了预想的效果。