OFDM系统中时间、频率同步和峰均比降低问题研究

【摘要】： 正交频分复用(OFDM)技术作为一种高速信息传输技术,具有频谱利用率高、抗频率选择性衰落和码间干扰能力强等优势。但OFDM系统和多输入输出MIMO- OFDM系统对时间和频率同步误差很敏感,特别是频率同步误差。准确的时间同步和精确的频率同步是OFDM系统和MIMO-OFDM系统正常工作的前提,同时OFDM信号是通过多载波调制后的合成信号,所以OFDM信号存在较高的峰均比,这会给传输系统带来许多不利因素,这些都限制了OFDM技术的应用。 本论文针对OFDM中的两个关键技术(时间与频率同步技术和OFDM信号功率峰均比降低技术)展开讨论,并进行了基本OFDM系统的数学模型设计和仿真。文章首先简单介绍了OFDM技术的起源、发展和应用背景,同时对OFDM系统的基本原理进行了简明扼要的说明。文章从OFDM系统同步问题入手,详细讨论了目前OFDM系统中采用的符号定时同步(即：时间同步或帧同步)、频率同步和采样时钟同步,并对同步偏差所引起的OFDM信号子载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI)进行了分析；其后,对OFDM系统中非常重要的功率峰均比降低技术进行了比较全面的分析、仿真和对比,包括目前流行的信号预失真法(包括简单限幅、限幅滤波和压缩扩张变换方法等)、编码方法(包括线性分组编码、格雷码、互补格雷编以及码序列和结合雷德穆勒算法的格雷码等)、概率类方法(包括部分传输序列法、选择映射法、冲激整形法、多音加法、ACE技术等)。最后,论文中提出一个相对完整的基于OFDM技术的数据传输系统,并对主要部分进行了设计仿真。