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OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术因为频谱效率高,抗多径衰落能力强,抗窄带干扰性能好等众多突出的优势而被广泛应用于宽带无线接入系统中,并作为未来移动通信系统的关键技术而成为当今无线通信领域的研究热点。但OFDM技术对频偏、定时和相位噪声敏感,较小的同步偏差即会导致系统的误码性能恶化,甚至通信失效。因此同步性能的好坏直接影响到宽带OFDM系统的无线数据传输性能。基于IEEE 802.11a标准的WLAN系统采用OFDM作为其物理层接入技术,并作为一种典型的突发分组传输系统而得到极大的关注。因此研究基于IEEE 802.11a标准的OFDM同步技术不失一般性,可以方便的扩展到其它基于OFDM的宽带无线接入系统之中。本文简要介绍了OFDM技术的发展历史与研究现状,详细阐述了OFDM技术的基本原理、特点及技术优势。通过理论推导与仿真详细分析了定时偏差、载波偏差以及采样偏差等多种非理想因素对OFDM系统的影响。以IEEE 802.11a标准为基础,利用OFDM PPDU帧的特殊结构,从时、频域两方面设计了简单易行的OFDM同步算法,通过仿真对算法的估计性能及补偿前后OFDM系统的误码性能进行了详细的分析与比较,并对频域定时偏差估计等算法的捕获范围与估计精度进行了性能上的改进。根据系统的同步性能要求,在充分考虑同步算法的性能及实现复杂度的基础上,设计并实现了一种时、频域分步的OFDM同步系统。在所设计的同步系统中,采用基于CORDIC算法的复数相位提取方法有效的保证了频率估计的提取精度;设计的时域多峰值搜索策略有效的提高了OFDM符号定时的可靠性;提出了一种基于频域长前导符号的定时偏差与信道频率响应的联合估计与补偿算法,在保证估计性能的同时,显著的降低了系统实现的复杂度;与此同时,还设计并实现了基于IEEE 802.11a标准的PHY收、发基带处理系统,使用ALTERA Cyclone和Cyclone II系列FPGA及MAX2829射频收发器等硬件构建一套完整的OFDM无线传输实验平台。最后通过在室内无线环境下的数据传输,对帧检测、符号定时、载波频偏估计、定时偏差估计以及OFDM PPDU帧的解调解码输出电路进行测试与分析,验证了整个OFDM同步系统的有效性及系统进行无线传输的可靠性。