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正交频分复用(OFDM)技术是当今高速无线通信领域中的研究与应用热点。OFDM具有抗多径衰落、频谱利用率高、系统结构易于实现等优点,特别适合于无线环境中的高速数据传输。但OFDM系统对频率偏差异常敏感,因此,同步技术在OFDM系统中占据着重要地位。同步估计算法包括符号位置定时估计和校正,频率偏差估计和校正。
在详细介绍OFDM系统基本原理的基础上,研究了定时偏差和频率偏差对OFDM系统接收性能的影响,并利用计算机进行仿真,进一步分析了同步问题对于OFDM系统的重要性。通过理论分析和仿真等方法研究了一些经典同步算法的原理、性能,并进一步讨论了它们存在的不足。
提出了一种基于Gold码的OFDM系统同步改进算法,对其进行了仿真并与改进前经典同步算法相比较,仿真结果表明提出的新算法改进了定时和频偏估计的性能,并解决了经典算法定时判决的局限性。同时,针对 OFDM 系统的频率跟踪阶段的同步问题,详细分析了残余频偏对OFDM系统性能的影响,并对其进行了仿真。给出了采用ML算法进行残余频偏估计和校正的频率跟踪方案,并对该方案性能进行了计算机仿真。仿真结果表明,即使在较低信噪比(SNR)下,残余频偏估计的方差也低于系统频率同步的要求。
针对单用户MC-CDMA系统的同步捕获问题,对现有的一种利用训练序列互相关的定时同步算法进行了研究和仿真,发现该方法对频偏比较敏感,即只能在一个子载波频偏范围内才具有较好的定时估计性能。将本文算法在单用户MC-CDMA系统中进行了应用研究,通过仿真结果可以看出,同样具有较低的定时估计均方误差和频偏估计均方误差。