论文部分内容阅读
作为一种特殊的多载波调制技术,OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)因其高频谱利用率、高数据传输速率以及良好的抗多径干扰性能,广泛地应用于数字音视频广播、无线局域网等高速数据传输系统中。OFDM通信系统具备所有这些优势的前提是收发两端子载波均要保持良好的正交性,然而,在实际应用中,晶振的非理想因素以及移动通信中多径信道产生的多普勒频移将会造成OFDM系统发射机与接收机载波中心频率的偏移CFO (Carrier Frequency Offset),而这将严重破坏子载波之间的正交性,因此OFDM系统接收机必须对载波频偏加以估计并对接收信号进行相应补偿以保证解调数据的准确性。通常,将这一操作称为载波频率同步,也可简称为频偏估计。由于OFDM系统对CFO非常敏感,微小的CFO就能造成系统误码性能的大幅下降,因此,频率同步技术是OFDM系统的关键技术之一。现有的频率同步技术可以分为两类,即盲同步算法和非盲同步算法。本文对这两类方法的算法原理进行了介绍,并重点介绍了几种具有代表性的基于训练序列的频率同步类算法,对它们做了性能仿真和比较。在对多种方法进行分析比较之后,本文对SC(Schmidl and Cox)算法进行了改进,通过设置门限值或者利用梯形近似法来消除原算法因平台效应而造成的定时精度不准的弊端,从而进一步提高小数倍频率偏移估计的准确度;此外,根据整数倍频偏对接收信号造成的循环移位特性,本文提出了一种新的整数倍频率偏移估计算法,在对接收端信号进行精确定时和小数倍频偏补偿之后,通过检测接收端循环移位后的训练序列与发射端的训练序列差值的总能量来估计整数倍频偏值,且估计范围为±[1 , N-1]个子载波间隔,其中N为训练序列长度。接下来,在Matlab中对改进的小数倍频偏估计算法和新提出的整数倍频偏估计算法进行了性能仿真,验证了算法的正确性。文章最后部分对下一步的研究方向以及待解决的问题进行了简单的分析和展望。