OFDM频偏估计算法研究

发布时间：2019-11-14 17:53

【摘要】：近年来,通信技术迎来了飞速发展的巅峰时期,但是有限的频谱资源限制了通信技术的发展。正交频分复用(OFDM)技术在子载波正交的情况下频谱资源可以得到很好的利用,并且具有很强的抗多径干扰的能力,这些特点都使得OFDM技术成为当代无线通信领域的主流技术。但是,OFDM技术较高的频谱资源利用率是建立在各个子载波正交的基础之上,如果不能保证其正交性,那么就会产生载波间干扰(ICI)接收到的信号性能就会大幅度降低,无法体现出OFDM技术的频谱利用率高的优越性。本论文主要研究的是OFDM系统的载波频偏估计算法,寻求复杂度低并且相对性能良好的载波频偏估计算法是本论文的主要方向。针对OFDM系统的载波频偏估计算法,本论文从理论推导和仿真实验两个方面对基于循环前缀的频偏估计算法、基于时域导频序列的频偏估计算法和基于伪随机序列(PN序列)的频偏估计算法展开了细致地研究。第一,系统地介绍了OFDM技术,其中包括OFDM技术基本原理、发展历史、系统优缺点以及在无线通信领域中应用,第二,基于OFDM系统载波频偏估计算法的国内外研究现状、频偏产生的原因以及如何利用估算出的频偏值优化系统性能；第三,从理论推导和仿真实验两个方面对OFDM系统载波频偏估计算法进行研究；第四,在研究算法的基础上,对载波频偏估计算法做出改进。论文的主要工作内容包括： 1、针对OFDM系统频偏问题,尤其是载波频率偏移展开研究。研究分析造成载波频率偏移的主要因素,频率偏移对系统性能的影响以及国内外载波频偏估计算法研究现状。 2、针对OFDM系统载波频偏估计算法,从理论推导和仿真实验两个方面进行算法性能分析比较。主要研究的算法：基于循环前缀的估计算法、基于符号重传的估计算法、基于时域导频的估计算法以及基于伪随机(PN)序列的估计算法。 3、针对循环前缀的估计算法,做出了两个方面的改进。第一,针对基于循环前缀非相关性算法的改进,该算法的主要思想为将循环前缀部分及其冗余部分平均分成两个小的序列,并且分别进行均值运算,对应部分求相关性,分别得到频偏估计值,再对所求得的频偏估计值取均值,该均值即为该算法的频偏估计值。第二,基于循环前缀相关估计算法的改进,该算法的主要思想为将基于循环前缀相关性算法和基于循环前缀非相关性算法合理地结合形成一种新的基于循环前缀的频偏估计算法,算法的基本原理：将符号中循环前缀及其冗余部分分别平均分成两个小的序列,对应的前一部分进行相关性运算,对应的后一部分求取均值后再做相关性运算,根据相关性分别求取频偏估计值,最后求取频偏估计值的均值,即为该算法的频偏估计值。 4、针对基于导频的频偏估计算法,给出了一种基于导频的小数倍的频偏估计算法。基于导频的频偏估计算法,一般将频偏估计过程分成小数倍频偏估计和整数倍频偏估计两个过程。本文给出的是针对小数倍频偏估计算法的改进,该算法的主要原理是,将导频符号成四个小序列,或者可以直接插入四个相同的短序列,利用短序列之间的相关性求得频偏估计值。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN929.53

【参考文献】