OFDM系统中同步算法的研究与仿真.doc

武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告 1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing）称为正交频分复用调制，广泛应用于宽带无线通信系统中，OFDM技术是采用数据并行传输的多载波技术，其功能是将信道调制成若干正交子信道，将高速信号转换成并行的低速数据信号，子载波在每个子信道上并行传输，使信号具有抗衰减的优点，增强系统抗干扰的能力。OFDM系统与单载波调制系统相比具有频谱利用率高、抗多径延时拓展能力强、抗频率选择性衰落信道、数据传输速率快等优点。但同时OFDM技术也存在一些不足之处，对频率偏差敏感是OFDM系统的主要缺点之一，由于信道的时变性，子载波信号在传输过程中会产生频率迁移，会适当OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏，从而导致子载波间干扰，导致系统性能下降。另外，OFDM信号是有N个子信道通过频分复用得到的，当这些变量同相时，信号的幅度和产生的峰均比就会很高，这样就地发射机内放大器提出很高要求，如果放大器的动态范围不能满足信号的变化，信号将产生畸变，使系统稳定性遭到破坏。 OFDM技术于20 世纪70年代提出，最早主要用于军事无线通信系统，自从20 世纪80年代以来，OFDM已经在数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、基于IEEE802.11标准无线局域网以及有线电话网上中得到应用，90年代以后，随着传输速率的提高，信道干扰更加严重，采用传统的单载波调制方式，其信道均衡难度和性能表现也越来越难以满足要求，而OFDM技术由于其能够使用快速傅里叶变换（FFT）技术实现有效的调制易于实现信道均衡，可有效处理信道干扰，提高系统的传输速率等特点，同时，随着OFDM系统结构的简化以及数字信号处理技术和半导体技术及大规模集成电路技术的发展，OFDM技术也开始更趋于实用化并得到广泛研究与应用。98年IEEE802.11标准将OFDM技术选定应用于分组业务通信中，Wi-fi和Wimax的兴起使OFDM成为热门技术，同时，4G LTE也采用OFDM作为关键技术。OFDM不但被认为是宽带无线接入领域发展的趋势，而且将成为未来移动通信系统的核心技术。 2、基本内容和技术方案 1）ML)和Schmidl算法代表算法的基本原理，并运用Matlab软件对其进行仿真分析。 3、进度安排 第－周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解所需。确定方案，完成开题报告。 第－周：。 第－周：。 第－周：完成并修改毕业论文。 第周：准备论文答辩。 4、指导教师意见 指导教师签名： 2013 年 月 日 目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 课题研究的背景及意义 1 1.2 OFDM系统同步技术研究进展 2 第2章 OFDM系统的基本原理及仿真 4 2.1 OFDM技术的基本思想 4 2.2 OFDM系统的基本模型及仿真 7 2.2.1 保护间隔与循环前缀 8 2.2.2 FFT/IFFT的应用 11 2.3 OFDM系统的技术特点 12 2.4 OFDM系统参数的选择 13 第3章 OFDM系统中的同步技术 14 3.1 同步技术的数学基础 14 3.2 同步技术简介 15 3.2.1 符号定时同步 16 3.2.2 载波频率同步 17 3.2.3 采样时钟同步 17 3.3 OFDM系统中同步偏差分析 18 3.3.1 定时同步偏差分析 18 3.3.2 载波频率偏差分析 20 第4章 同步算法研究与仿真 22 4.1 ML算法研究与仿真分析 22 4.1.1 ML算法描述 22 4.1.2 ML算法仿真分析 24 4.2 Schmidl算法研究与仿真分析 28 4.2.1 Schmidl算法描述 28 4.2.2 Schmidl算法仿真分析 30 第5章 结论 33 致 谢 34 参考文献 35 摘 要 在无线通信中，正交频分复用（OFDM）技术是一种多载波数字调制技术。它将高速的数据流分解成许多低速率的子数据流，利用相互正交且部分重叠的多个子载波携带信息进行并行传输。因此，OFDM系统的频谱效率高，抗多径能力强，且传输的数据速率高，从而在4G移动无线通信系统中得到了广泛的应用。 论文首先介绍了OFDM的发展历史及基本原理应用，建立了OFDM系统的基本模型，然后分析了符号定时同步偏差、载波同步偏差和样值同步偏差对OFDM系统的影响，在此基础上仿真验证了基于循环前缀的最大似然（ML）算法、Schmidl算法，并分析了这两种算法的性能。 仿真结果表明：ML算法具有算法实现简单，计算量小，可迅速建立同步的优点，在AWGN信道中具有良好的估计性能，但