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基于OFDM系统信道估计以及帧同步算法研究,获取更多毕业论文/毕业设计,请登录360毕业设计网,,或加qq:604664738量身定做！

内容简介：

OFDM系统信道估计以及帧同步算法研究通信001班 学生姓名： 何鸿 指导老师：谢建菲 职称：副教授摘 要：OFDM中文名称为正交频分用，是一种新兴的通信技术。它具有高可靠性，高频谱利用率，高传输速率的优点，但要真正用于无线信道并且提供高的传输速率，还存在一些问题:如同步问题，峰值功率控制问题，子载波间干扰问题，及信道估计问题等。本文从OFDM的基本原理入手，主要对OFDM系统的信道估计算法和几种现有的帧同步方法进行了分析。对帧同步问题的研究中做出了自己的评价.然后研究了一种帧同步方案.这种帧同步方案包括在原有的粗捕获、细捕获之后又加了跟踪模块。跟踪的目的是将帧同步误差控制在通信可容许的范围以内。和以前的方案相比具有明显的优点，这种方案除了具有以前方案捕获范围大，捕获速度快的特点外，还具有可跟踪，而且跟踪精度高的优点。关键词：正交频分复用帧同步信号重构 循环前缀正 文：提出问题设发送序列为从发送端发送得 OFDM信号S(n)通过时变多径信道，设信道衰落比较缓慢，在一个OFDM符号间隔内信道的冲击响应不变，循环前缀CP使得s(n)成为的循环扩展根据DFT的时域卷积定理最后经过FFT后的输出y(n)为： （g(n)为信道参数） 由上式也可看出，OFDM系统的接收端只要估计出，就可以用一个简单的除法运算实现均衡，从而消除信道的影响。从而引起OFDM信道估计问题 。 而用信道估计器进行的均衡不能完全精确的对传输延时进行估计，这种错误会造成FFT窗函数起始位置的误判这将影响FFT的解调影响子载波的正交性，所以还要再进一步进行帧同步解决问题 在这里我们只考虑单用户状态下的解决问题的方案下面先简单介绍几种基本的信道估计方法 如今研究的热点是基于导频的信道估计器的设计，现有三种基本的基于导频的估计方法： 最小平方(LS)估计，维纳滤波算法，SVD算法这些算法由于运算量比较大对硬件的性能要求很高。所以如今结构宜实现估计性能良好的估计器的设计成为研究热点，在这里就不作详细介绍了。估计性能是不能完全达到系统所要求的精度。由于这些误差的存在使得我们就必须解决同步问题，所以下面分析一下帧同步算法 一般帧同步的过程分为两个第一步是粗同步确定整数倍抽样间隔的估计，第二利用步是细同步确定的是小数倍抽样间隔的估计。粗同步阶段：粗同步是利用发送训练帧利用训练帧本身的相关性得到最大相关时刻，就把它确定为帧的起始位置。 Schmidl和Cox提出一种是用相对于实际传输周期半长的PN序列，然后再将其复制，两部分和在一起作为第一帧辅助数据结果我仿真的结果表明由于循环前缀CP的存在使得得到的最大相关时刻不是一个峰值而是一个长度为CP长度的平缓区域由此对改算法进行改进在计算半个辅助数据帧的能量时，不再只用半帧的数据，而是用整帧数据计算.然后，不再利用最大值的中间值，而是利用平缓区域Ng + 1个样点的平均值。仿真后的结果表明性能得到明显改善，另外一种改进的算法就是改变原有的帧的结构。将第一帧辅助数据设计为s= (A A -A -A的PN序列作IFFT得到的。其中A是由N/4长这时帧同步点。结果仿真后这种算法也能很好改善性能。细同步阶段：利用判决后的信号X (k)和X(k)经过计算可以得到误差的校正，用这个值来校正原有的同步，一般重复34次这样的校正就可以把控制在0.1个抽样间隔之内。再这样的精确度下系统误码率会得到很好的控制，但是每隔一段时间需要不断的发送训练帧来进行校正，浪费了资源，而且不能够及时校正。下面是我在此过程之后在加一个跟踪算法，这个算法在其他的通信系统中也有提及。在这里我分析一下它在OFDM系统中的使用。它不用辅助数据，而用判决后的数据代替。下面介绍一下基于接收机信号重构的算法:在跟踪阶段的前半段完成后，判决后的信号与D(k),将十分接近，即系统的误码率比较低。因此可以将视为待发的OFDM原始信号X(k)，此时，假设对系统的帧同步误差估计值为， 则可以在频域内重构判决前的信号 这将和D(k)很接近，随着与的差别的加大，D(k)和的误差也将越来越大.通过推倒可以得出这个误差的值，然后用来进行误差补偿。结论通过这样的过程我们可以准确的得出帧的起始位置并可以及时的校正而且这种算法实现起来比较简单。比起良好估计性能的信道估计器的设计代价要小的多。Abstract: OFDM has many virtues such as high frequency efficiency, high security, high transmit speed, and so on. however, there are some problem should be first solved if it want to be used in mobile environment and offer high speed, such as: synchronization, PAPR, channel estimation. The thesis is major in some basic channel estimation algorithms，and the frame synchronization. We recommend two kinds frame synchronization schemes, which are most concerned, and evaluate their virtue and deficiency. Last, we introduce a new scheme of the frame synchronization. This scheme includes three steps: coarse acquisition, fine acquisition, and track. It can track the frame synchronization errors, and the precision of the tracking is high.Key words: OFDM,Signal reconstruction Acquisition, frame synchronization ,cp主要参考文献：1.王文博，郑侃，宽带无线通信OFDM技术人民邮电出版社20032.陈亚勇，(MATLAB信号处理详解