【正文】 WIMAX．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022． [8]張傳福，胡敖，彭燦，賴衛(wèi)國．移動通信新業(yè)務(wù)開發(fā)必讀．北京：人民郵電出版社， 2022． [9]劉波，文忠，曾涯． MATLAB 信號處理．北京：電子工業(yè)出版社， 2022． [10]王文博，鄭侃．寬帶無線通信 OFDM 技術(shù) [M] ．北京：人民郵電出版社， 2022． [11]彭木根，陳峰，王文博．下一代移動通信系統(tǒng)和普適計算技術(shù) [J] ．電信快報， 2022（ 6）： 2327 ． [12]彭木根，陳文平，李勇，王文博． TDSCDMA 演進(jìn)與多載波技術(shù) [J] ．電信科學(xué)， 2022（ 5）： 3136． [13]彭木根，王文博．下一代無線通信系統(tǒng)和支撐業(yè)務(wù)探討 [J] ．電信技術(shù)， 2022（ 2）： 7881． [14] 彭木根，王文博． TDSCDMA 移動通信系統(tǒng) [M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022． [15]路楊，彭木根，王文博，等著． 標(biāo)準(zhǔn)中 OFDM 技術(shù)研究 [J] ．中國無線電， 2022（ 2）． [16]Yun Chiu,Dejan Markovic,Haiyun Tang,Ning Zhang ． OFDM Receiver Design[J] ． IEEE Common． Magazine,2022． [17]董艷男，醴廣增，朱琦．基于 系統(tǒng)的信道估計方法研究 [J] ．南京郵電學(xué)報， 2022， 25（ 2） [18]郭梯云等．移動通信．西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2022． [19]張賢達(dá)，保錚．通信信號處理．北京：國防工業(yè)出版社， 2022． [20]彭林，朱小敏，朱凌霄． WCDMA 無線通信技術(shù)及演化．北京：電子工業(yè)出版社， 2022． [21]陳良萍． WCDMA 原理及工程實現(xiàn)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022． [22]孫立新，尤肖虎，張萍，等． 第三代移動通信系統(tǒng)．北京：人民郵電出版社，2022． [23]Eric Philip LAWREY BE(Hons),Adaptive Technoques for Mulitiuser OFDM[J] ． December 2022． [24]Richard van Nee,Ramjee Prasad ． OFDM WirelessMultimedia Communication[M] ． Artech House universal personal munication library,pp． 213217,2022． [25] and ． Performance of an OFDMTDMA Mobile Communications[C] ． the IEEE VTC,Atlanta,pp． 189193,1996． [26] ．概率論與數(shù)理統(tǒng)計．北京：高等教育出版社， 2022． 謝辭 在 論文即將完成之際，我懷著誠摯的情感，謹(jǐn)向在學(xué)習(xí)和生活上關(guān)心過我，幫助過我的各位教員，師兄師姐，同學(xué)，好友和親人表示衷心的感謝和最真摯、最崇高的敬意！ 首先感謝我的指 導(dǎo)教員汪濤講師，在我寫作論文期間 ，他給了我悉心的指導(dǎo)，當(dāng)我遇到困難時，給我提出很多建設(shè)性的意見，幫助我渡過一個個難關(guān)。 從仿真的結(jié)果來看， 上述 幾種算法 都有不錯的同步效果，基本 可以滿足OFDM 系統(tǒng)同步的需要。 本文介紹了 移動通信 的 發(fā)展概況 、 OFDM 技術(shù)的 優(yōu)缺點、 發(fā) 展現(xiàn)狀 ，研究了OFDM 技術(shù)的基本原理 。 基于循環(huán)前綴的 粗同步方 算法 有一定的誤差，通過 基于導(dǎo)頻的符號細(xì)同步方法 可以對其進(jìn)行補償糾正，兩者結(jié)合起來可以較為精確的 完成 OFDM 系統(tǒng)的 符號 同步。 本章小結(jié) 本章 對 上 章提出的 OFDM 的符號同步算法 進(jìn) 行 了 matlab 仿真 驗證 ， 通過 算法 仿真，對各種算法的適用范圍和優(yōu)缺點有了 更深入 的認(rèn)識。 下圖是用一個符號的長度進(jìn)行估計的結(jié)果： 其他參數(shù)同上，保持不變。由粗估計得到不太準(zhǔn)確的符號同步位置（偏移量一般為幾個時鐘采樣間隔），以下細(xì)估計都是在參數(shù)選擇為： N=1024， gN =200,多徑時延為 100，用 20 個符號進(jìn)行符號粗估計的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此本算法適用于 AWGN 信道，而在衰落信道下并不是最優(yōu)的算法。 但 參數(shù)情況調(diào)整為：N=256， gN =100，多徑時延為 50，其他條件不變， 橫坐標(biāo)為不同的信躁比，單位為 dB，縱坐標(biāo)為 同步位置的均方偏差 ，用采樣間隔為單位 。參數(shù)情況仍為： N=1024，多徑時延為 100，采用 BPSK 調(diào)制。橫坐標(biāo)為不同的信躁比，單位為dB，縱坐標(biāo)為同步位置的 均方 偏差 ，用采樣間隔為單位 。 從 仿真的結(jié)果可以看出， 當(dāng)信躁比小于 5dB 時，由于信道條件惡劣 ，估計的性能較差，當(dāng)信躁比小大于 5dB 時，估計的符號位置的均方偏差基本上只有 1個采樣值。 基于循環(huán)前綴的 符號粗同步算法的 matlab 仿真 節(jié) 討論了 基于循環(huán)前綴的 符號粗同步算法 ，本節(jié)根據(jù) 節(jié) 的討論結(jié)果進(jìn)行 matlab 仿真 。 基于訓(xùn)練符號 的 幀 分組 同步算法的 matlab 仿真 節(jié) 討論了 基于前導(dǎo)訓(xùn)練符號 的 符號 同步算法 ，式 ()給出了具體的判別法則，下圖即是在信躁比 SNB=7dB 的條件下的仿真結(jié)果： 從圖中可以看到：當(dāng)數(shù)據(jù)幀開始時， nm 迅速跳變?yōu)樽畲笾担⑶冶３忠粋€144 點的大平臺。其中幀分組 同步的方法主要基于訓(xùn)練符號； 符號同步的方法可以分為兩類： 一類 是基于循環(huán)前綴的 符號 粗 同步方 法，一類是基于 導(dǎo)頻 的 符號 細(xì) 同步方法。 1 *n0Ln k n k Dkc r r?? ? ??? ?………………………………………………… () n211*00LLn k D n k D n k Dkkp r r r??? ? ? ? ? ???????…………………………… () 式中 L 為短訓(xùn)練符號的周期 16 幀（符號）檢測的判決函數(shù)為： 2nn 2n()cm p? …………………………………………………………… .() 利用此式可檢測幀分組 開始的位置，當(dāng)數(shù)據(jù)幀到來時 nm 迅速跳變?yōu)樽畲笾怠? 26 , 26S ( 13 / 6) { 0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 1 ,0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 1,0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 0 , }j j j jj j j j jj j j? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 其中 (13/6) 是為了使短訓(xùn)練序列具有與數(shù)據(jù)部分相同的平均功率。訓(xùn)練符號一般具有較理想的相關(guān)特性，如偽隨機(jī) PN 序列。 對于分組傳輸來說，存在很大的缺點，因為要實現(xiàn)精確的同步需對大量的 OFDM 符號進(jìn)行平均以獲得相關(guān)峰和會合適的信躁比（ SNR）。 發(fā)送端在 OFDM 符號的若干個子載波插入頻域的導(dǎo)頻信號，就是一種常見的進(jìn)行同步、信道校正的手段，本小節(jié)就利用頻域?qū)ьl來進(jìn)行 OFDM 符號同步的細(xì)估計。 下圖即是基于循環(huán)前綴的 符號粗同步 估計 實現(xiàn)框 圖。設(shè)觀測 向量 為 1 2 , 2[ , , ]gNNr r r r ??，則有： 222*20: { }0snjsk k mmk E r r e m N????? ?????????? ?? ? ? ? ?其 他…………… ..() 式中 2s? 為數(shù)據(jù)符號的平均功率， 2n? 為高斯白噪聲的方差（平均功率）， ? 為載波頻率偏移。本小節(jié)介紹如何利用OFDM 符號的 循環(huán)前綴 來完成 符號 粗 同步的粗估計?；诖思僭O(shè)有助于簡化問題而把更多的精力放在核心的算法上。 1100() ( e x p ( 2 ( ) / ) e x p ( 2 / )outNNmnmRk d j m n n N j n k N??????? ???? 1010/e x p ( 2 ) ( e x p ( 2 / ) e x p ( 2 / )Nm o u tmNnNdm j n j m n N j n k N? ? ?????? ??? ? 10 /e x p ( 2 ) ( )Nm o u tm Ndmj n m k????? ???…………… .. …… ……… … () 式子 ()省略 了 加性高斯白噪聲干擾 。 然后對 ()yt 進(jìn)行采樣得到數(shù)據(jù)流： ? ?( ) ( ) ( ) e x p ( ( 2 ) ) ( )csst n T t n Tr n y t s t j f t t? ? ????? ? ? ? ? ? ?………… () 其中 ? ?( ) ( ) e x p ( ( 2 ) )ct t j f t? ? ? ?? ? ?? 將式 ()重寫如下 ： 10 e x p ( 2 ) 0()Nii id j t t TTst ??? ??? ? …………… …… ..… .() 假定收發(fā)端的載波頻率和時鐘頻率 都 是理想情況 ， 即 0cf??， 0???，1?ssT T TN?? ， 而且抽樣 時刻都是最佳。 OFDM 的 符號 定時偏差對 OFDM 系統(tǒng) 的影響 為方便研究， 假設(shè)在傳輸過程中 信道 滿足抽樣定理，且不考慮循環(huán)前綴的影響（循環(huán)前綴在接收端會去掉，不作為信息接受 ，所以我們假設(shè)循環(huán)前綴的加入不影響信息的接收，在研究時可把循環(huán)前綴去掉，但能具有加入循環(huán)前綴的所有特性； ）， 不考慮循環(huán)前綴的影響僅僅 是為了理論推導(dǎo)的簡單，當(dāng)然也可以把循環(huán)前綴和有用符號一起考慮，帶上循環(huán)前綴一起考慮，只 不過 是在得到信息時多了一些冗余的信息 罷了 。 符號同步又 分為粗同步和細(xì)同步兩個階段，其中粗同步的主要目的是 粗略估計出 OFDM 符號的開始位置 ，基本要求是估計出的開始位置在一個完整的OFDM 符號的循環(huán)前綴的開始位置 和數(shù)據(jù)的開始位置之間；細(xì)估計的目的是精確的定出 OFDM 符號數(shù)據(jù)部分的開始位置。 OFDM 符號 由 循環(huán)前綴和有用數(shù)據(jù)信息組成，因此 OFDM 符號 定時同步就是要確定 OFDM 符號中有用數(shù)據(jù)信息的開始時刻，也可以叫做確定 FFT 窗的開始時刻 。 第三章 OFDM 的 符號 同步 技術(shù) OFDM 的 符號 同步 原理 概述 同步對于任何通信系統(tǒng)來說都是重要的任務(wù)，沒有精確的同步 就不能對傳送的任何數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的恢復(fù)?；蛘呃孟到y(tǒng)所要求的比特速率除以每個子信道的比特速率來確定子載波的數(shù)量。 為了最大限度的減少由于插入保護(hù)間隔帶來的信躁比損失， OFDM 的 符號周期長度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于保護(hù)間隔的時間長度。 參數(shù)選擇的第一步往往是確定信道的多徑時延長度 m? ，由于實際信道的時變性，多徑時延長度具有時變性和不可確定性，因此只能用統(tǒng)計的方式來描述。 下 圖顯示了保護(hù)間隔的插入。這 種效應(yīng)如圖所示。 OFDM 的 保護(hù)間隔、循環(huán)前綴 采用 OFDM 的一個重要原因是它可以有效對抗多徑時延擴(kuò)展。其中每個 IDFT 輸出的數(shù)據(jù)符號 ks 都是對所有子載波信號進(jìn)行疊加而生成的，即對連續(xù)的多個經(jīng)過調(diào)制的子載波的疊加信號進(jìn)行抽樣的得到的。在每一個子載波的最大值處，所有其他子信道的頻譜值恰好為零，因此可以從各個子信道中提取出期望的符號，而不會受到其他子載波的影響。這一特征可用來解釋子載波之間的正交性。 子載波調(diào)制 OFDM 系 統(tǒng)的基本調(diào)制框圖如下 一個 OFDM 符號之內(nèi)包含多個經(jīng)過相移鍵控（ PSK）或者正交幅度調(diào)制（ QAM）的子載波。 發(fā)送端將 被傳輸?shù)臄?shù)字信號轉(zhuǎn)換成子載波幅度和相位的映射，并進(jìn)行離散傅利葉反變換（ IDFT），將數(shù)據(jù)的頻譜表達(dá)式變 換 到 時域上。 OFDM 調(diào)制與一般的 MCM 調(diào)制的頻率利用率 情況可由下圖說明：上面的是一般的 MCM 調(diào)制，下面的是 采用 OFDM 調(diào)制，可以看出 OFDM 調(diào)制相比一般的 MCM 調(diào)制具有 很 高的頻率利用率。 第二章 OFDM 的基本原理 OFDM 的基本 調(diào)制 原理 在傳統(tǒng)單載波通信系統(tǒng)中， 數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡湫头绞绞谴袛?shù)據(jù)流， 符號被連續(xù)傳輸，每一個數(shù)據(jù)符號的頻譜可占用整個可利用的帶寬。 OFDM的 符號 同步 主要 利用 前導(dǎo)訓(xùn)練符號 、循環(huán)前綴以及導(dǎo)頻。 本文 的 主要 研究 內(nèi)容 和 結(jié)構(gòu) 安排 迎合當(dāng)今通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，本文對 OFDM 技術(shù) 的基本原理 進(jìn)行了 研究， 重點 對其 符號 同步 技術(shù) 進(jìn)行 研究 并做了算法仿真。 2022 年 10 月 6 日，國際電信聯(lián)盟 (ITU)發(fā)起成立 TIMT2022 and Beyond3G工作組。在 DVBT（地面廣播）方面采用 OFDM 調(diào) 制