伴随着无线通信与多媒体应用的不断发展,无线传输系统对传输速率与QoS保证等方面的要求也相应地不断提高。正交频分复用(OFDM)作为一种新型物理层传输技术正越来越受到人们的重视,并被视为下一代移动通信(4G)中的关键技术。OFDM继承了传统MCM中多载波并行调制、符号周期相应增长的特点,在保护间隔或循环前缀的辅助下可以实现准确的符号同步,有效地将原本频率选择性衰落的信道转化为了多个并行平衰落信道使用,从而大大提高了传输效率。 随着对空间多径散射信道容量的研究不断深入,多输入多输出(MIMO)技术吸引了人们越来越多的关注。在当前的多种MIMO系统中,基于空间复用(Space Division Multiplexing)的MIMO系统可以在原有传输带宽和功率消耗的基础上充分利用发射机与接收机之间的多径散射空间信道,在独立或部分独立的信道上并行传输多路独立数据,从而成倍地提高了无线传输的频谱利用效率。 将MIMO技术与OFDM相结合,通过在基带上增加多路并行的OFDM系统可以把传统基于单载波的空间复用MIMO系统扩展成为空间复用MIMO OFDM系统(SDM MIMO OFDM)。SDM MIMO OFDM系统既具有OFDM在频率选择性衰落信道中传输的良好表现,又通过空间复用成倍地提高了原有OFDM系统的传输速率。 本论文工作从基带OFDM系统开始,研究了基带OFDM系统同步模块中帧同步、载波同步与符号同步的处理任务。在完成了帧同步、载波同步算法仿真的基础上,在Xilinx FPGA目标开发平台上完成了帧同步和载波同步硬件模块实现与测试。在载波同步模块的设计过程中,本论文改进设计了ML载波同步算法,提出通过联合相关平均和角度平均来进行载波频率偏差估计。Matlab仿真结果表明在只利用短训练符号进行ML载波同步处理的情况下,使用联合相关平均和角度平均的算法可以比相同相关长度下只使用相关平均的算法获得更为准确的同步估算结果。在相同估计均方误差要求下新算法大约能够节省2-3dB信噪比。进一步的硬件测试结果表明了,在从100kHz-200kHz的6个载波频率偏差测试点上,采用联合相关平均与角度平均估计算法所设计的硬件载波同步模块的频率偏差估算结果与用该算法在Matlab算法级仿真上所获得的结果之间最大误差只有0.33%。 在时域符号同步处理过程中,针对传统交叉相关符号同步算法容易受到载波频率偏差干扰而造成定时位置不准的问题,本论文提出了一种新的对称交叉相关符号同步算法。对称交叉相关符号同步算法通过对称结构有效地消除了符号同步过程中载波频率偏差的干扰,仿真结果表明即使在很大载波频率偏差的情况下,该算法也可以捕捉到准确的符号同步位置。同时对称交叉符号同步算法并不依赖于特殊的训练符号内容,因此可以很容易地被应用到多种OFDM系统中,本论文完成了对称交叉相关算法在802.16a和802.11a两个标准下的性能仿真,结果表明在信道信噪比满足一定条件的情况下该算法都可以获得准确的同步结果。 通过对SISO OFDM系统接收机同步模块处理的深入研究,在将基带SISO OFDM扩展