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随着无线网络以及无线通信设备的普及,无线频谱资源紧缺的问题日益严重,但是很多已经分配给特定用户的频谱却经常空闲。于是人们提出了认知无线电(CR)技术作为无线频谱资源短缺与已授权分配的无线频谱资源利用率低这一矛盾的解决方案。IEEE802.22无线区域网(WRAN)标准是全球第一个基于CR技术的空中接口标准,该标准利用空闲的TV频段为偏远地区提供服务。 IEEE802.22标准的物理层采用的是 OFDM的调制方式,但是OFDM系统的接收机对时间和频率偏差都非常敏感,同步偏差引入的子载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI)都会严重降低系统接收机的性能,因此快速且可靠地实现接收机系统的同步是非常重要的。于是本文的重点是对IEEE802.22 WRAN系统中的符号定时估计、载波频偏估计和采样频偏估计等同步技术进行研究,提出适合WRAN系统的同步解决方案。主要内容包括: 1)首先介绍了IEEE802.22标准提出的背景以及需要解决的问题。然后介绍了IEEE802.22WRAN标准的物理层参数,MAC层帧结构特征,重点介绍了物理层三种帧前导序列的结构特征,以及标准中规定的四种无线信道的参数。为下文同步算法的研究以及算法的仿真验证提供了理论依据。 2)然后分析了WRAN系统完整的基带传输模型以及物理层所采用的OFDM关键技术的基本原理,分析和仿真了三种同步误差对WRAN系统接收机性能的影响。同时分析了基于循环前缀的ML同步算法和基于训练序列的同步算法在WRAN系统中的性能。最后基于以上分析设计了IEEE802.22 WRAN系统的内接收机方案。 3)本文的主要工作是在对现有同步技术研究的基础上,提出了 WRAN系统采用基于帧前导训练序列的符号定时估计、载波频偏估计以及采样频偏估计的捕获算法。同时通过软件仿真对同步算法进行了验证,该捕获算法满足 IEEE802.22对同步性能的要求。 4)由于在完成同步误差捕获后,系统中仍剩余载波频偏以及采样频偏。为了降低剩余频偏的累积效应对系统性能的造成的影响,文章最后提出了采用数据OFDM符号中的离散导频进行跟踪的同步算法。最后通过仿真验证了IEEE802.22系统中载波频率偏移和采样频率偏移的闭环仿真性能。