内容发布更新时间 : 2024/5/18 8:14:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

OFDM系统新型的频率同步方案的分析

摘要

这篇文章涉及一种新方法，在N - OFDM系统利用只一个符号知识里允许明确的频率偏移获得的分析。 这种新方法为一些系统提供了改进，在这些系统中快速和准确的时间频率同步是一个临界点。在我们的提议里， 对载波频率偏移的获得范围的限制可能扩大出±N / 2间隔副载波， 而不是以前方法中的±1 / 2间隔的副载波。我们还提供一些相关方法的常用公式和我们目前工作可能察觉的微积分。 最后，对一些特定的环节用特定的和随机的频率偏移进行计算机仿真来证实我们的提议。 1．介绍

研究与开发确定下一代无线宽带系统正在全世界进行，那样就可以建立' 全球信息多媒体通讯村庄'。这个系统预计为它的用户提供有信息比率超过2 Mbps的用户服务。最合适的调制选择应该是正交频分复用(OFDM)，作为一种特殊的多载波传输方式，它将信号流通过一定数量的低速的副载波传输 。

使用OFDM的主要原因之一是依照频率选择性衰落增加稳定性， 如果根本一个足够长的时间周期的前缀(拷贝)被包括，因为实际上没有 ISI。 经过有效的在弥散信道上仿真表明这些正交信号在这个信道上进行循环卷积 让我们在一个单个的载波系统里可以看到一个载波出错能引起整个连接失败，同时在一个多载波系统内，只是很小一部分负载波将被影响。 纠错码就可以用来校验这少部分负载波的误差。

从同步要求观点来看，可以被区分为两主要应用：一方面， 广播(数字化音频：或者录像广播轻触， 用连续的数据流，在那里同步有长时间的获得时间基于周期的扩展DVB)，另一方面，脉作冲操作作用在时分复用的收音机通路中需要用特殊训练符号的短序列来实现快速的时频同步。

我们着重目前最新的应用，一些方法可以将帧和载波在两个符号时间内恢复，我们将处理这些问题并且研究这些方法中固有的内在的原因。主要的基于时复信号的传输。通过对两个等分的抽样方式的比较可以得出比较准确的偏移估计。不考虑信道衰落的影响，然而这个与两个等分之间的相关距离有着本质的联系。有一种简单解决方案，在这个方法中提出为了逼近相关相位的比较在这个符

号中用到的多个复制必须被丢弃，因为这些复制和传输的空闲载波有关。这些载波增加了估计的方差。其他还有一些方法用第二个符号来校正所捕获的频率，我们现在打算只用一个符号通过时间抽样－在这个抽样中相邻的抽样值被复制，来增加捕获的范围，在这个方法中所捕获的载波频率的范围可以延展到± N/2 副载波间距，而用相关方法得到的只是± 1/2 副载波间距

2．OFDM同步系统的数学描述

让我们看图 1 的下列各项方框图，来考虑在无噪声的情况下N- OFDM 系统的信号发送，传输和同步有关系的课题 (N 是子载波数).

在图 1 X 代表所有子载波所传送的符号， r 是被接受的时域符号，而Y表示在同步后所接收的每个副载波中的符号。让我们现在来表述这些过程： (a)输入向量 X 可以分解为两个部分：第一部份是 S(N × 1) 向量表示被传输的OFDM符号，从频率同步的观点来看，这一个符号示一种也别的类型这将会在稍后讨论；第二部份是长度 N(R-1) 的一个零矢量 0 它可以由时间抽样简单形成（其中R表示抽样个数）

(b).当每个副载波在载波频率处是衰减因数时,点阵式H是一个对称的对角线点阵式,如载波转移函数H(?)对应的副载波频率。这一个对角线点阵式从长的前缀的使用开始, 如同在前面的章节中解释的。

(c).点阵式 T(T?1)是DFT(IDFT)以点阵式形式的算子。 通常,在分析中,为了明

朗起见我们将会把写在数字下角区分它的大小。

(d)点阵式E也是一个表现如一个线性的递增相位的频率分支时域的补偿;这一个点阵式是通过载波的相对频率补偿的对角线点阵式的参数表示的(对互载波间隔的实际频率分支的比率).

完全同步僭越时间现在是

在频率估计之后,在频域中我们获得

显然,当E^?1E?I时,会出现相干干扰.

为了方便,让了我们定义下面的记号: 给予任意矢量z=[z(1);

z(2);......;z(N)]H,(标注的H意思是矩阵的厄密共轭而且N是偶数)我们得自

我们可以得出基本上写在下方的a意思是给定矢量的第一部分b是第二部分。同样,下方的o意味着原矢量的单数元件和e意味着偶数元件。这一个定义也可从为对角线的点阵式被主要的对角线的矢量直接的应用得出来。

以实际的频率相关同步方法[2,4]得出主要的结果如果从对分解的观点来看,同步符号成为二等份可以公式化,而且通过在在图 2中同一的符号之间相对的相