OFDM通信系统中同步技术研究毕业论文.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流OFDM通信系统中同步技术研究毕业论文.精品文档.大连海事大学装订线毕 业 论 文二一四年六月OFDM通信系统中同步技术研究 专业班级： 电子信息工程1班 姓 名： 陈建炜 指导教师： 那振宇 信息科学技术学院摘 要我们几乎每天都在进行着通信，通信在我们生活中扮演着极其重要的角色。移动通信已经成为当今通信发展的主流，而无线通信与个人通信在短短的几十年间经历了从模拟通信到数字通信、从OFDM到CDMA的巨大发展，目前又有新的技术的出现，比以CDMA为核心的第三代移动通信技术更加完善，我们称之为“第四代移动通信技术”。第四代移动通信系统计划以OF

2、DM（正交频分复用）为核心技术提供增值服务，它在宽带领域的应用具有很大的潜力。较之第三代移动通信系统，采用多种新技术的OFDM具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，它不仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求，将包括语音、数据、影像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去。纵观通信的发展史，第一代模拟系统仅提供语音服务，不能传输数据；第二代数字移动通信系统的数据传输速率也只有9.6bit/s,最高可达32kbit/s；第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbit/s；而我们目前所致力研究的第四代移动通信系统的数据传输速率可达到1020Mbit/s。虽然第三代

3、移动通信可以比现有传输速率快上上千倍，但是仍无法满足未来多媒体通信的要求，第四代移动通信系统的提出便是希望能满足提供更大的频宽要求。本文主要研究了OFDM系统中的同步技术。论文首先介绍了 OFDM 的基本原理，主要技术，及同步技术问题。然后，着重对同步技术中的基于数据辅助的同步技术进行了全面的分析及算法研究，通过对其经典算法SC算法及其基础上的改进算法Minn算法及Park算法的研究及仿真，得到了定时性能上，三种算法的优劣性，及Minn算法和Park算法的定时频偏估计方差优劣。关键词：OFDM；同步技术；基于数据辅助的同步技术；SC算法；Minn算法；Park算法ABSTRACTYou, me

4、, him, almost every day during the communication, communication plays a very important role in our lives. Mobile communication has become the mainstream of development, and personal communications and wireless communications in just a few decades has gone from analog communication to digital communi

5、cation, from CDMA to OFDM great development, but also the emergence of new technologies, more than with CDMA as the core of the third generation mobile communication technology more sophisticated, which we call the fourth generation mobile communication technology.The fourth generation mobile commun

6、ication system plans to OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) to provide value-added services as the core technology, its application in the field of broadband has great potential. Compared with the third generation mobile communication systems, using a variety of new technologies, OFDM

7、has higher spectral efficiency and good anti-multipath interference, it can not only increase system capacity, more importantly, it can better meet the needs of multimedia communication requirements, which will include multimedia services voice, data, video and other large amounts of information tra

8、nsmitted via broadband channel with high quality.Throughout the history of the communication, the first generation analog systems provide voice-only services can transmit data; data transfer rate of the second generation digital mobile communication system is only 9.6bit / s, up to 32kbit / s; third

9、 generation mobile communication system data transfer rate up to 2Mbit / s; and we are currently being studied fourth generation mobile communication system dedicated data transmission rate can reach 10 20Mbit / s. Although the third generation mobile communication can be thousands of times faster t

10、han the current transmission rate, but still can not meet the future requirements of multimedia communications, presented the fourth generation mobile communication system that we hope to provide greater bandwidth to meet the requirements.This paper studies the OFDM system synchronization techniques

11、. Paper first introduces the basic principles of OFDM, the main technical, and synchronization problems. Then, focusing on technology-based synchronous data-aided synchronization technology to conduct a comprehensive analysis and algorithm research, through its classical algorithm SC algorithm and i

12、ts improved algorithm based on the research and simulation algorithms and Park Minn algorithm, has been timed performance, the timing of the pros and cons of the three algorithms, and algorithms and Park Minn offset estimation variance of the merits of the algorithm.Keywords: OFDM; synchronization;

13、based on secondary data synchronization technology; SC algorithm; Minn algorithm; Park algorithm目 录第1章 绪论11.1引言11.2 OFDM技术的发展及应用11.3 OFDM技术在未来通信中的作用21.4论文研究的主要内容4第2章 OFDM系统原理52.1 OFDM系统基本模型52.2 OFDM的保护间隔和循环前缀62.2.1保护间隔62.2.2循环前缀62.3 OFDM的主要技术72.3.1同步技术72.3.2 训练序列导频及信道估计技术82.3.3信道编码和交织技术82.3.4峰均功率比控制

14、82.3.5均衡技术92.3.6系统仿真参数设计92.4 OFDM技术的优缺点分析92.4.1 OFDM技术主要优点92.4.2 OFDM技术主要缺点10本章小结11第3章 OFDM同步技术123.1 同步技术概述123.2 OFDM系统同步的原理123.3 OFDM系统中的同步要求133.3.1 载波同步133.3.2 符号同步143.3.3 样值同步153.4同步技术的分类15本章小结16第4章 同步算法174.1 SC算法174.2 Minn算法194.3 Park 算法204.4 仿真结果分析22本章小结24总结与展望25参 考 文 献26致 谢28第1章 绪论1.1引言进入2l世纪以

15、来，无线通信技术正在以前所未有的速度向前发展。随着用户对各种实时多媒体业务需求的增加和互联网技术的迅猛发展，可以预计，未来的无线通信技术将会具有更高的信息传输速率，为用户提供更大的便利，其网络结构也将发生根本的变化。为了支持更高的信息传输速率和更高的用户移动速度，在下一代的无线通信中必须采用频谱效率更高、抗多径干扰能力更强的新型传输技术。在当前能提供高速率传输的各种无线解决方案中，以正交频分复用(OFDM)为代表的多载波调制技术是最有前途的方案之一。纵观移动通信的发展史，第一代模拟系统仅提供语音服务，不能传输数据；第二代数字移动通信系统的数据传输速率也只有9.6bit/s，最高可32kbit/

16、s；第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbit/s；而我们目前所致力研究的第四代移动通信系统可以达到10Mbit/s-20Mbit/s。虽然第三代移动通信可以比现有传输速率快上千倍，但是仍无法满足未来多媒体通信的要求，第四代移动通信系统的提出便是希望能满足提供更大的频宽需求。第四代移动通信系统有望以OFDM为核心技术提供增值服务，它在宽带领域的应用具有很大的潜力。较之第三代移动通信系统，采用多种新技术的OFDM具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，它不仅仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求，将包括语音、数据、影像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去

17、。综上所述，OFDM技术是今后高速移动数据通信中的一项核心技术。我们应该跟踪OFDM技术的最新发展，加快相关关键技术的研究，以便在高速宽带无线接入和下一代移动通信系统的研发中具有竞争力1。1.2 OFDM技术的发展及应用OFDM是一种无线环境下的多载波调制技术。该技术最早起源于20世纪50年代中期，并且在60年代形成了使用并行数据传输和频分复用的概念，1970年1月首次公开发表了有关OFDM的专利，其基本思想通过采用允许子信道频谱重叠，但相互间又不影响的频分复用方法来并行传送数据。OFDM早期的应用有AN/GSC 10(KATHRYN)高频可变速率数传调制解调器等。第一个OFDM技术的实际应用

18、是军用的无线高频通信链路。在早期的OFDM系统中，发信机和相关接收机所需的副载波阵列是由正弦信号发生器产生的，傅立叶变换实现系统复杂且昂贵。1971年Weinstein和Ebert提出了使用离散傅立叶变换在OFDM系统中的全部调制和解调功能的建议，简化了振荡器阵列以及相关接收机中本地载波之间严格同步的问题，为实现OFDM的全数字化方案作了理论上的准备。80年代以后，OFDM的调制技术再一次成为研究热点。例如在有线信道的研究中，Hirosaki于1981年用DFT完成的OFDM调制技术，试验成功了16QAM多路并行传送19.2kbit/s的电话线MODEM。1984年，Cimini提出了一种适于

19、无线信道传送数据的OFDM方案。其特点是调制波的码型是方波，并在码元间插入了保护间隙，该方案可以避免多径传播引起的码间干扰。进入90年代以后，OFDM的应用研究又涉及到了利用移动调频(FM)和单边带(SSB)信道进行高速数据通信、陆地移动通信、高速数字用户环路(HDSL)、非对称数字用户环路(ADSL)、超高速数字用户环路(DSL)、数字音频广播(DAB)及高清晰度数字电视(HDTV)和陆地广播等各种通信系统1999年IEEE8021la通过了一个53Hz的无线局域网标准，其中OFDM调制技术被采用为它的物理层标准。欧洲电信标准协会(ETST)的宽带射频接入网的局域网标准也把OFDM定为它的调

20、制标准技术。1999年12月，包括Ericsson.Nolda和Wi.LAN在内的7家公司发起了国际OFDM论坛，致力于策划一个基于OFDM技术的全球统一标准。我国的信息产业部也已经参加了OFDM论坛，可见OFDM在无线通信的应用已引起了国内通信界的重视。2000年11月，OFDM论坛的固定无线接入工作组向IEEE802.16.3的无线城域网委员会提交了一份建议书，提议采用OFDM技术作为IEEE802.16.3城域网的物理层标准。随着IEEE802.1la和BRANHyperlan/2两个标准在局域网的普及应用，OFDM技术将会进一步在无线数据本地环路的广域网做出重大贡献。除了在理论上的研究

21、工作外，在一些工业控制网络中，无线通信技术已获得了应用。由于无线网络无可比拟的优越性，加之无线通信技术自身的不断改进，无线通信技术在工业控制领域中必将具有广阔的发展空间和应用前景。综上所述，随着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求，OFDM技术在综合无线接入领域将越来越得到广泛的应用。随着DSP芯片技术的发展傅里叶变换/反变换、64/128/256QAM的高速Modem技术、网格编码技术、软判决技术、信道自适应技术、插入保护间隔、减少均衡计算量等成熟技术的逐步引用，人们已经开始集中精力开发OFDM技术在移动通信领域的应。目前，一些研究人员提出将数据辅助与非数据辅助的同步算法结合起来使

22、用，这将成为OFDM同步技术的发展趋势。未来研究的重点还将放在如何在衰落信道中提高同步算法的性能，以及将OFDM系统中的时间、频率同步与信道估计联合进行等方面2。1.3 OFDM技术在未来通信中的作用有人说，我们现在已经进入到一个移动通信的时代，人们完全可以用无线的通信手段代替传统的有线电话。虽然这样的说法有些不切实际，但是毕竟近几年来无线通信的迅猛发展确实大有让人们产生上述观点之势。一些新兴的无线传输、无线接入技术正在不断兴起，吸引了世界上众多的参与者，热点频现，如OFDM技术、MIMO技术、UWB技术以及ZigBee技术等等，它们的涌现给无线通信技术的发展注入了新的活力。在众多的无线技术当

23、中，OFDM以其独特的魅力成为最大的一个亮点。从WLAN到WiMAX、Flash-OFDM，从LTE到B3G，再到超宽带无线通信技术UWB，OFDM几乎成了新一代无线通信技术的标志。OFDM，即正交频分复用技术，以其新型信号调制复用方法在宽带无线接入领域的应用正在逐渐成为一个发展趋势。由于OFDM在技术上存在相当大的优势，除频谱利用率高和较强的带宽扩展性外，由于其采用了子载波传输，使其在抗多径衰落性能方面的优势非常明显，另外，OFDM系统可灵活选择各子载波进行传输，使其具有灵活分配频谱资源的性能，所以它越来越得到人们的重视，各项产业化工作也在不断开展中。如今，人们已经将OFDM技术的诸多优点与

24、各自的研究领域结合了起来。首先，在宽带接入系统中，由于OFDM系统具备良好的特性，将成为下一代蜂窝移动通信网络的有力支撑。专家指出，4G等未来移动通信以数据通信和图像通信为主，数据通信的速率比3G要大大提高，还特别注重与互联网结合，通信以IP协议为基础等等。其中就牵涉到很多关键技术，如为了达到高速传输以及高QoS的保障，必须使频谱利用率提高、信号抗衰落能力增强、抗码间干扰能力显著增强等，我们需要OFDM等先进的调制技术。而目前正在研发的3GPPLTE技术也很可能选用OFDM及其改进型作为基本多址技术。因此我们可以预见，OFDM技术将在未来发挥如今CDMA技术对于移动通信一样的重要作用，甚至产生

25、更广泛的影响。其次，在无线局域网中，OFDM等技术开始得到应用，以提升WLAN的性能。如802.11a和802.11g都采用OFDM调制技术，提高了传输速率，增加了网络吞吐量。802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合，使传输速率成倍提高。最后，在数字广播电视系统中，数字音频广播(DAB)是第一个正式使OFDM标准的。另外，当前国际上全数字高清晰度电视传输系统中采用的调制技术就包括OFDM技术，欧洲HDTV传输系统已经采用了编码OFDM技术。它具有很高的频谱利用率，可以进一步提高抗干扰能力，满足电视系统的传输要求。总之，正是因为具备了显著的优势，OFDM在未来移动通信和其他宽带无线技术的发

26、展中才如鱼得水，获得了广泛的应用。我们有理由相信，随着人们对无线通信需求的进一步增加，OFDM必将获得更大的发展3,4。1.4论文研究的主要内容本文的主要内容是研究OFDM系统中的同步技术，主要研究数据辅助同步技术中基于训练序列的符号同步算法，介绍了经典的SC算法及其基础上的改进算法：Minn算法和Park算法，并通过模拟仿真，比较这三种算法的优缺点。具体的研究内容如下：第一章，绪论。主要说明了OFDM技术的发展与应用，及其在未来通信中所起到的作用，在此期间，阐述了同步技术的重要性。第二章，OFDM系统原理。主要介绍了OFDM系统的基本模型，保护间隔和循环前缀，以及OFDM系统的主要技术及其优

27、缺点，引出同步技术对OFDM的影响。第三章，OFDM同步技术。主要介绍了OFDM同步技术的原理，要求，同时引出基于数据辅助的同步技术及其经典算法。第四章，OFDM同步算法。主要介绍了基于数据辅助同步技术中的经典OFDM同步算法，重点研究了SC算法及其基础上的两种改进算法Minn算法和Park算法，通过对三种算法的模拟仿真，进行比较，得出了三种算法的优缺点。第五章，主要是针对本文的研究工作的总结。第2章 OFDM系统原理2.1 OFDM系统基本模型OFDM是人们为了克服频域上出现的多径信道选择性衰落特性而产生的，是多载波传输的典型技术。因为多径的选择性衰落，人们很自然的就想到在信道上划分出多个子

28、信道传输，这样每一个子信道的频谱特性就趋于平坦，用多个相互独立的子信号进行合并，以实现新号的频率分集。每一个OFDM符号都是多个经过调制的子载波新号之和，其中的每一个载波的调制方式可以是PSK（相移键控）或者QAM（正交幅度调制）Error! Reference source not found.。如果用N表示子载波的个数，T表示OFDM符号的宽度，di（i=0,1，N-1）是分配给每一个子信道的数据符号，fc是载波频率，则从t=ts开始的OFDM符号可以表示为式（2-1） （2.1）在很多时候也会有式（2-2）来表示等效基带信号 （2.2） 其中，式（2.2）的实部和虚部分别对应的是OFDM

29、符号中的同相和正交分量Error! Reference source not found.，在实际中分别和相应的子载波的余弦和正弦分量相乘，构成最终的子信道信号和合成的OFDM符号。图2.1给出了OFDM系统的基本模型框图。图2.1 OFDM系统基本模式框图2.2 OFDM的保护间隔和循环前缀2.2.1保护间隔 OFDM技术是之所以被人们采用，是因为它把输入信号分配到了N个并行的子信道上，从而使每一个OFDM符号的周期扩大为了原始符号的N倍，以对抗多径选择性衰落。但与此同时，时延扩展与符号周期的比值同样降低了N倍Error! Reference source not found.。所以在OFD

30、M系统中，为了最大限度地消除ISI（符号间干扰），在每个OFDM符号之间要插入GI（保护间隔），该保护间隔的长度Tg一般要大于无线信道的最大时延扩展，这样一个符号的多径分量才不会干扰到下一个符号。在保护间隔以内，可以不插入任何信号，即空白间隔。但是这样的情况，由于多径传播的影响，会产生信道间干扰（ICI），子载波之间的正交性遭到破坏，不同的子载波之间产生干扰。2.2.2循环前缀 为了消除空闲间隔由于多径传播导致的ICI，一种方法就是将原来宽度为T的OFDM符号进行周期性扩展，用扩展信号来填充保护间隔。保护间隔内的信号称为CP（循环前缀）。循环前缀中的信号与OFDM系统中的符号尾部宽度为Tg的部

31、分相同。做循环前缀即是把每一个OFDM符号的后Tg时间长度的样点复制到该OFDM符号前，形成循环前缀。 加入循环前缀后，一个OFDM符号的总长度变为Tg+TFFT。其中，Tg是循环前缀的长度，TFFT为OFDM符号的有效长度。假定信道的最大时延扩展为m，为了消除ICI，应满足在一个Tgm。由于循环前缀没有任何有效信息，所以加入循环前缀带来的是功率和信息速率的损失，其中功率的损失为： （2.3） 信息速率的损失为： （2.4） 从上两式可以看出，虽然我们付出了一定的功率和信息速率的代价，但是通过采用循环前缀消除ICI，相比之下，功率和信息速率的代价就相当值得，但是我们还是需要选择适当的保护间隔长

32、度，一般取Tg100)。因此在某些极限时刻，不同子载波在相位和时间上可能线性叠加，可能产生一些很大的幅度脉冲峰值，随着子载波数N的增大，脉冲峰值发生的概率会减少，但峰值会增大。所以在OFDM系统中，信号的峰值平均功率比(PAPR)起伏较大，对射频的线性功放提出了很高的要求，发送端对高功率放大器(HPA)的线性度要求很高且发送效率极低，接收端对前端放大器以及A/D变换器的线性度要求也很高，因此应该尽可能地降低信号的PAPR。为消除这种因为过高的峰均功率比信号而使功率放大器产生的限幅非线性失真，提出了很多方法、如限幅加窗选择映射方法、基于Golay序列的选择映射方法、循环码方法、部分发送序列相位反

33、转方法和基于m序列方法等。通过选择合适的方法，PAPR的控制目前基本可以达到特定系统的要求，不再是限制OFDM技术应用的主要障碍。对PAPR的要求一般控制在3dB左右，通过合适的算法可以达到此要求9。2.3.5均衡技术由于OFDM技术本身利用了衰落信道的分集特性，系统的码间串扰问题已得到了很好的抑制，而均衡技术主要就是为了补偿多径信道引起的码间干扰，因此一般情况下，OFDM系统可以不用均衡措施，但在一些时延扩展较严重的信道中，循环扩展的长度要很长，才能有效克服ISI，此时可以采用一些简单的均衡技术来减少循环扩展的长度，而通过均衡克服残留的ISI9。2.3.6系统仿真参数设计OFDM系统的参数设

34、计是许多需求的一个折衷。在参数设计时，首先需要明确系统的3个主要的指标：带宽、比特率和时延扩展。 时延扩展直接影响保护时间的设计，保护时间的长度应该是均方根延迟扩展的2-4倍，实际设计时，保护时间一般取大于等于信道的最大时延扩展。保护时间确定后，OFDM符号帧的宽度也可以定下来。为了降低保护时间引起的信噪比损失，符号宽度希望远大于保护时间，但是符号的宽度过大意味着更多的子载波数和更小的子载波间隔，增大了实现的复杂度，使得系统对相位噪声和频率偏移更加敏感，而且会增加峰均值功率比。因此实际的设计选择是使符号宽度至少是保护时间的5倍，此时保护时间会带来大约1dB左右的信噪比损失。符号宽度和保护时间确

35、定后，子载波的间隔就是去掉保护时间后的符号宽度的倒数，此时根据系统的带宽就可以确定子载波的数目，每个子信道的带宽应小于信道的相干带宽，子载波的数目也可以根据需要的比特率和每个子载波上的比特率来确定。每个子载波的比特率由调制的类型、信道编码的码率和符号率确定。同时还要使每个OFDM的符号时间小于信道的相干时间，避免产生时间选择性衰落9。2.4 OFDM技术的优缺点分析2.4.1 OFDM技术主要优点OFDM存在很多技术优点见如下，在3G、4G中被运用，作为通信方面其有很多优势：(1)在窄带带宽下也能够发出大量的数据。OFDM技术能同时分开至少1000个数字信号，而且在干扰的信号周围可以安全运行的

36、能力将直接威胁到目前市场上已经开始流行的CDMA技术的进一步发展壮大的态势，正是由于具有了这种特殊的信号“穿透能力”使得OFDM技术深受欧洲通信营运商以及手机生产商的喜爱和欢迎，例如加利福尼亚Cisco系统公司、纽约Flarion工学院以及朗讯工学院等开始使用，在加拿大Wi-LAN工学院也开始使用这项技术。(2) OFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化，由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化，所以OFDM能动态地与之相适应，并且接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信。(3) 该技术可以自动地检测到传输介质下哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲，然后采取合适

37、的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信。(4) OFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。高速的数据传播及数字语音广播都希望降低多径效应对信号的影响。(5) OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中，单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败，但是在多载波系统中，仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错。(6) 可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响，其他的子载波未受

38、损害，因此系统总的误码率性能要好得多。(7) 通过各个子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力。OFDM技术本身已经利用了信道的频率分集，如果衰落不是特别严重，就没有必要再加时域均衡器。通过将各个信道联合编码，则可以使系统性能得到提高。(8) OFDM技术抗窄带干扰性很强，因为这些干扰仅仅影响到很小一部分的子信道。(9) 可以选用基于IFFT/FFT的OFDM实现方法。(10) 信道利用率很高，这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要；当子载波个数很大时，系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。 （baud 即 波特；1 Baud = log2M (bit/s) ，其中M是信号的编码级数）。2.4

39、.2 OFDM技术主要缺点虽然OFDM有上述优点，但是同样其信号调制机制也使得OFDM信号在传输过程中存在着一些劣势：(1)对相位噪声和载波频偏十分敏感这是OFDM技术一个非常致命的缺点，整个OFDM系统对各个子载波之间的正交性要求格外严格，任何一点小的载波频偏都会破坏子载波之间的正交性，引起ICI，同样，相位噪声也会导致码元星座点的旋转、扩散，从而形成ICI。而单载波系统就没有这个问题，相位噪声和载波频偏仅仅是降低了接收到的信噪比SNR，而不会引起互相之间的干扰。(2)峰均比过大OFDM信号由多个子载波信号组成，这些子载波信号由不同的调制符号独立调制。同传统的恒包络的调制方法相比，OFDM调

40、制存在一个很高的峰值因子。因为OFDM信号是很多个小信号的总和，这些小信号的相位是由要传输的数据序列决定的。对某些数据，这些小信号可能同相，而在幅度上叠加在一起从而产生很大的瞬时峰值幅度。而峰均比过大，将会增加A/D和D/A的复杂性，而且会降低射频功率放大器的效率。同时，在发射端，放大器的最大输出功率就限制了信号的峰值，这会在OFDM频段内和相邻频段之间产生干扰。(3)所需线性范围宽由于OFDM系统峰值平均功率比(PAPR)大，对非线性放大更为敏感，故OFDM调制系统比单载波系统对放大器的线性范围要求更高。OFDM技术由于其独特的优点，所以在无线接入和移动高速传输中的应用前景非常广阔，下一代的

41、移动通信已经将其作为全面提高性能的核心技术。在进行OFDM系统开发设计之前，系统的仿真可优化整个系统的参数和指标，缩短开发周期。但在具体的系统设计中，还有很多更复杂的问题需要解决，尤其是同步技术。本章小结本章主要介绍了OFDM系统的基本模型，保护间隔和循环前缀，以及OFDM系统的主要技术，其中包括同步技术，训练序列/导频及信道估计技术，信道编码和交织技术，峰均功率比控制，均衡技术，系统仿真参数设计。接着阐述了OFDM技术的优缺点，其中蕴含着同步技术对于OFDM系统的重要性。第3章 OFDM同步技术3.1 同步技术概述同步对于任何数字通信系统来说都是根本任务。没有精确的同步算法,系统的性能就没有

42、保障。在单载波系统中,载波频率的偏移只会对接收信号造成一定的幅度衰减和相位旋转,这可以通过均衡等方法来加以克服。而对于多载波系统来说,载波频率的偏移会导致子载波信道之间产生千扰。OFDM系统对时域和频域上的同步均有要求,其同步问题主要分为采样钟同步、符号定时同步和频率同步。采样钟同步主要是保持系统接收机和发射机采样时钟频率的一致;符号定时同步主要是指对OFDM符号或者OFDM帧最佳起始位置的定位;频率同步则是对收发两端晶振的频率偏差的估计及补偿。一个OFDM符号包含许多采样信号点,由于OFDM符号的持续时间远大于采样间隔,时延扩展或定时偏差所产生的ISI相对较小,对系统性能影响不大。加之OFDM系统通过引入CP来容纳ISI,一般CP的长度都设计的大于最大信道时延,只要OFDM符号的FFT窗口开始位置处