论文部分内容阅读
未来无线通信系统需要能用有限的频谱资源提供更多的通信业务、更高的通信速率和更好的通信质量。目前3G规定的2Mbit／s的传输速率已经远远不能满足人类社会的需求,3G技术正朝着B3G、4G技术方向发展。OFDM技术是一种多载波调制技术,被选为下一代无线移动通信系统的核心技术之-OFDM具有很强的抗符号间干扰、抗多径衰落的能力,频谱利用率高,适合高速数据传输等优点。但是,OFDM技术中仍有许多需要继续研究的问题。其中,OFDM系统中的载波频率同步技术是一个研究的热点和难点,因为OFDM系统对载波频偏极为敏感,载波频率同步误差可以破坏子载波间的正交性,从而引起系统性能的大大降低。已经提出的频率同步算法有：基于循环前缀的频率同步算法,因多径的影响致使估计性能不佳；基于训练序列的频率同步算法,频域内只能估计整数频偏,时域内不能同时满足估计范围和估计精度的要求,并且需要额外的插入训练序列,致使系统的数据传输效率有所降低；在无线移动通信系统中,信道经常是时变的,一般需要对信道进行估计,因而插入了已知的导频符号,这些导频符号在携带信道信息的同时也携带了频率偏移的信息,故可以使用导频符号进行频偏估计,结果表明这种算法能使系统达到不错的跟踪性能,也不会对数据传输效率有大的影响。本文吸收了国内外在OFDM同步实现技术方面取得的许多研究成果,对OFDM系统中频率同步技术进行了进一步的研究,并提出了几种改进算法,理论分析和仿真实验都显示,改进算法具有更好的频率跟踪性能。本文首先对无线通信信道进行了简单的介绍,在简单阐述了OFDM系统基本原理和特点的基础上,对其关键技术进行了概述。然后对OFDM系统子载波间的正交性、DFT的应用和循环前缀的插入等知识进行了简单阐明。其次,在介绍了OFDM系统对同步要求的基础上,说明了各同步偏差对系统的影响,并对各同步算法作了简单概括。最后,在介绍了基于最大似然准则的频偏跟踪算法的基础上,提出了一种基于相位纠正的频偏跟踪算法；在总结了几种基于导频的最大似然估计频率跟踪算法的基础上,提出了两种改进算法。一种是根据不同幅值的接收信号在变化时对频偏估计结果会产生不同的影响,提出的加权改进算法,并通过分析得到信噪比可以作为加权系数；另一种是在分析原有几种算法优缺点的基础上,使它们取长补短,提出了联合跟踪算法(把跟踪范围大而精度低的算法与跟踪精度高而范围小的算法相结合)。采用MATLAB搭建了OFDM系统仿真平台,通过仿真实验,证明了本文提出的算法与传统的算法相比在不同的方面各有所提高,可以改善系统的跟踪性能。