【摘 要】
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随着无线通信技术的飞速发展与全面普及,频谱资源日益紧缺。正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）作为一种多载波调制技术,以其良好的抗多径能力、高频谱利用率等优点,成为了第四代乃至第五代移动通信系统中的关键技术之一。在OFDM系统中,符号同步偏差会导致FFT窗口偏移引起符号间干扰（Inter Symbol Interferen
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随着无线通信技术的飞速发展与全面普及,频谱资源日益紧缺。正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）作为一种多载波调制技术,以其良好的抗多径能力、高频谱利用率等优点,成为了第四代乃至第五代移动通信系统中的关键技术之一。在OFDM系统中,符号同步偏差会导致FFT窗口偏移引起符号间干扰（Inter Symbol Interference,ISI）,载波频率偏移则会破坏子载波之间的正交性引起载波间干扰（Inter Carrier Interference,ICI）。这两种同步误差都会严重影响OFDM系统的传输性能。因此,同步技术在OFDM系统中起着至关重要的作用。本文工作主要包括以下几点:首先,以无线通信与OFDM技术的发展为背景,对OFDM系统中的同步技术的国内外研究现状进行了归纳总结。在此基础上,介绍了OFDM系统的基本原理,以及无线通信中的信道模型特征,分析了符号同步误差和载波同步误差对OFDM系统造成的影响。其次,研究了几种经典OFDM符号同步算法与载波同步算法,分析了经典同步算法的优劣势。基于经典算法,设计了一种新的训练序列,并提出了相应的符号同步算法与载波同步算法。在多种信道下,对符号同步估计结果的平均偏差和均方差、载波同步中小数倍频偏估计的均方差和整数倍频偏估计的正确率进行了仿真与分析,验证了算法的有效性和优越性。最后,介绍了FPGA技术及其优势,针对本文提出的同步算法给出了FPGA设计方案,并对整个同步功能模块进行FPGA实现。详细说明了功能模块的结构设计,并进行了行为级仿真。设计了板级测试的测试平台以及同步模块测试方案。在保证板级测试结果与Matlab定点结果相同的情况下,将板级测试结果与Matlab浮点结果进行对比,分析了误差产生的原因,验证了FPGA实现方案的正确性。
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