fodm频率偏移估计算法分析--本科毕业设计
OFDM系统中存在IQ不平衡时的时域频偏估计算法
ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ａ ｍｂ ｌ ｅ ．Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｉ ｒ ｓ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｌ ｇ ｏ —
基金项 目： 国家 自然 科 学基 金 重 大 计 划 （ 培 育 项 目） （ ９ １ ３ ３ ８ １ ０ ５ ）
估 计 和 补 偿 。存 在 Ｉ Ｑ不平 衡时 的 Ｃ Ｆ Ｏ估 计 算 法 可 分 为
时域 和频域 两大类 。文献 【 ３ — ４ 】 提 供 了两种 频域 Ｃ Ｆ Ｏ 估
计 算 法 。文 献 【 ３ ］ 的算法对 Ｃ Ｆ Ｏ 的 估 计 范 围 比较 小 ， 且 估 计精度 不高 。文献【 ４ 】 则是 在频 域上先 估计 Ｉ Ｑ 不 平 衡 再 估计 Ｃ Ｆ Ｏ， Ｃ Ｆ Ｏ估 计范 围在 （ 一 ０ ． ５， ０ ． ５） 。 时 域 估 计 算 法 相较 频 域估 计 算 法复 杂 度 一般 更 低 ， 文 献［ ５ — ６ ］ 均 利 用 训 练 序 列 的 三 段 重 复 结 构 ，得 到 在 Ｉ Ｑ 不 平 衡 影 响 情 况
OFDM通信系统中的频偏估计和抑制算法
ｄ ｏ ｉ ： ｌ （ １ ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ０ ０ ６ 一 ｌ ｏ ｌ ０ ． ２ ０ １ ７ ． １ ６ ． ０ １ ４
引用格式 ：韦涛， 梁碧珍． ｏＦ ＤＭ通信 系统 中的频偏估计和抑制算法 Ｕ Ｉ移动通信 Ｉ ｌ ， ２ （ ） １ ７ ， ４ ｔ （ １ ６ ） ： ７ １ － ７ ４
Ａｎ Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｏ ｆ Ｆｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｏｆ ｆ ｓ ｅ ｔ Ｅｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ＯＦＤＭ Ｃｏ ｍ ｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ
醛设计 与 实现 ； ｉ ；
Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ通信系 统 中的频偏估计和 抑制算 法术
韦涛 ，梁碧珍
（ 百 色学 院 信 息 工 程 学 院 ，广 西 百 色 ５ ３ ３ ０ ｉ ） ｆ ） ）
【 摘 要】 针对 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 系 统对 频 偏 敏 感 的 问题 ，提 出 一 种 有 效 的频 偏 抑 制 算 法 。该 算 法 首 先 在 接 收 端 将 时 域 信 号 进 行 Ｆ Ｆ Ｔ 变 换 到 频 域 ，然 后 进 行 差 分 自相 关 运 算 ，把 载 频 相 移 变 成 固 定 的 载 波频 偏 ，再 与 已 知信 号 进 行 互 相 关 ，
估算 载频 偏移的位置和偏移量 ，经过频偏处理 的载波数据 与对应的频偏补偿 因子做相乘处理 ．使 各子载波
之 间保 持 正 交 性 ，从 而 消 除 了频 偏 干 扰 。 仿 真 结 果 表 明 ，所 提 出 的 算 法 在 复 杂 的 多 径 信 道 和 高 斯 噪 声 干 扰 情 况 下 ，能 较 好 地抑 制频 偏 ，提 高 系 统 的 通 信性 能 。 【 关键 词 】 ＯＦ Ｄ Ｍ 系统 频 偏 Ｆ Ｆ Ｔ 变 换 频 偏 补 偿
基于lfm信号的载波频率偏移估计
基于lfm信号的载波频率偏移估计随着无线通信技术的不断发展，载波频率偏移估计在无线通信系统中扮演着重要的角色。
基于LFM（Linear Frequency Modulation）信号的载波频率偏移估计是一种常用的方法，本文将对其原理和应用进行探讨。
首先，我们来了解一下LFM信号。
LFM信号是一种频率随时间线性变化的信号，其频率随时间的变化率称为调频斜率。
LFM信号具有宽带、抗多径干扰等特点，因此在雷达、通信等领域得到广泛应用。
在无线通信系统中，由于各种原因（如天线误差、多普勒效应等），接收到的信号的载波频率可能会发生偏移。
为了准确地解调信号，我们需要对载波频率偏移进行估计和补偿。
而基于LFM信号的载波频率偏移估计方法可以通过分析信号的频谱特性来实现。
基于LFM信号的载波频率偏移估计方法主要包括两个步骤：频谱分析和频率估计。
首先，我们需要对接收到的信号进行频谱分析，得到信号的频谱图。
频谱图可以通过傅里叶变换等方法得到，它展示了信号在不同频率上的能量分布情况。
接下来，我们需要从频谱图中估计出信号的载波频率偏移。
一种常用的方法是通过寻找频谱图中能量最高的频率点来估计载波频率偏移。
由于LFM信号的频谱特性，其频谱图中能量最高的频率点对应着信号的中心频率。
通过计算频谱图中能量最高的频率点与理论中心频率之间的差值，我们可以得到载波频率的偏移量。
除了寻找频谱图中能量最高的频率点，还可以使用其他方法来估计载波频率偏移。
例如，可以通过计算频谱图的重心来估计载波频率的偏移量。
重心是频谱图中能量分布的中心位置，通过计算重心的位置，我们可以得到载波频率的偏移量。
基于LFM信号的载波频率偏移估计方法在无线通信系统中具有广泛的应用。
它可以用于解调LFM信号，提高信号的接收质量。
此外，它还可以用于雷达系统中的目标跟踪和测速等应用。
总之，基于LFM信号的载波频率偏移估计是一种常用的方法，可以通过分析信号的频谱特性来实现。
它在无线通信系统中具有重要的应用价值，可以提高信号的接收质量和系统性能。
相干ofdm 系统中的频率偏移补偿算法
相干ofdm 系统中的频率偏移补偿算法随着通信技术的不断发展，OFDM 技术因其高效率、抗干扰等优势在无线通信中得到广泛应用。
然而，在实际通信过程中，由于各种原因（如载波发生漂移、多径效应等因素），接收端信号中会出现频率偏移。
频率偏移会严重影响OFDM系统的性能，因此需要采用补偿算法进行校正。
本文将介绍OFDM系统中的频率偏移补偿算法。
一、频率偏移的原因在OFDM系统中，由于每个子载波除了在正交方向上与其他子载波正交外，在时域上其实是相邻符号之间存在交叠的。
这样，在实际通信过程中由于多种原因，接收端收到的信号会发生频率偏移。
主要包括以下两种情况：1.载波本身在传播过程中发生的漂移。
由于某种原因，$n$ 载波的频率偏移 $\Delta f_n$ 略微变化，这将导致接收到的OFDM信号在频域上发生偏移。
2. 多径效应的影响。
在传播过程中，信号会经过多条路径到达接收端，如果在路径上存在不同的传播速度和相位，就会导致接收到的信号相位错位，从而使其频谱发生偏移。
二、频率偏移补偿算法OFDM 系统中的频率偏移通常由局部的载波频偏和整体的频偏组成。
局部的载波频偏可以通过将接收端的载波频率与信号的载波频率相比较获得。
而整体的频偏需要在全局范围内进行估计，这通常包括计算相邻信道的频偏之差或信号的绝对值等。
当我们估计了接收信号的频率偏移后，我们需要对其进行校正，以恢复原来的频率。
一般的，我们可以使用两种方法对接收信号进行频偏补偿。
1. 基于RB方法的频率偏移补偿法在 OFDM 系统中，不同的子载波之间存在相互干扰，而 RB（reference subcarrier blocks）方法可以用来克服这种相互干扰的问题。
RB方法将系统中每个子载波分成三个部分：参考载波、检测载波和数据载波。
每个参考载波的相位被假定为零，这样就可以用它们的相位与其余数据载波的相位之间的差值来估计信号中的频率偏移。
然后，我们就可以使用该估计值来校正接收到的信号。
OFDM频率偏移估计算法分析
OFDM频率偏移估计算法分析摘要作为一种特殊的多载波调制技术，正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）因其高频谱利用率、高数据传输速率以及良好的抗多径干扰性能，广泛地应用于数字音视频广播、无线局域网等高速数据传输系统中。
OFDM通信系统具备所有这些优势的前提是收发两端子载波均要保持良好的正交性，然而，在实际应用中，晶振的非理想因素以及移动通信中多径信道产生的多普勒频移将会造成OFDM系统发射机与接收机载波中心频率的偏移（CFO，Carrier Frequency Offset），而这将严重破坏子载波之间的正交性，因此OFDM系统接收机必须对载波频偏加以估计并对接收信号进行相应补偿以保证解调数据的准确性。
通常，将这一操作称为载波频率同步，也可简称为频偏估计。
由于OFDM系统对CFO非常敏感，微小的CFO就能造成系统误码性能的大幅下降，因此，频率同步技术是OFDM 系统的关键技术之一。
本论文首先回顾了OFDM技术发展的历史，然后从基本的OFDM系统的原理出发，阐述了OFDM系统中的同步问题。
接着详细阐述了定时同步偏差和载波频率偏差对系统性能的影响。
最后，对现有的频率同步技术（即，盲同步算法和非盲同步算法）进行了介绍且重点介绍了三种具有代表性的载波频偏估计算法：子载波间干扰（ICI，Intercarrier interference）自消除方法，高阶子载波间干扰（ICI）自消除方法和频率偏移盲估计方法，并通过仿真比较分析了它们在加性高斯白噪声信道和频率选择性信道下的估计性能。
关键词：正交频分复用；载波频率偏移；子载波间干扰；盲载波频偏估计；自消除ABSTRACTAs a special multicarrier modulation technique OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）has been widely used in data transmission systems such as Digital Video/Audio Broadcasting systems and wireless LAN systems, due to its high spectral efficiency, high data rate, and excellent performance to combat with multi-path interference. It is the orthogonality between the sub-carriers in OFDM systems that guarantees all those strengths mentioned above. However，the carrier frequency offset, caused by the non-ideal factors of the oscillators and the Doppler Shift introduced by the multipath channel, will destroy the orthogonality between the subcarriers. In order to get a better performance, the receiver should estimate the carrier frequency offset and then compensate the received signal, which is usually called as carrier frequency synchronization or frequency offset estimation for short. OFDM systems are very sensitive to carrier frequency offset, that is to say, a small frequency shift could degrade the system performance dramatically. Therefore, frequency synchronization technique has become one of the key techniques of OFDM systems.Firstly, this dissertation reviews the history of the development of OFDM technique. According to the basic OFDM theory, this dissertation describes synchronization of OFDM systems. Then,describes the effect of the timing offset and frequency offset to the system in detail. Finally, the frequency synchronization of existing technologies（i.e. the blind algorithm and the non-blind algorithm）is introduced and this dissertation focus on the three typical carrier frequency offset estimation algorithm: Intercarrier Interference Self-Cancellation, High-order Intercarrier Interference Self-Cancellation and Blind Deterministic Frequency Offset Estimation Method. Performances under AWGN channel and frequency-selective channel are analyzed and compared by simulation.Keywords: Orthogonal Frequency Division Multiplexing（OFDM）; Carrier Frequency Offset; Intercarriers Interference; Blind Carrier Frequency Offset Estimation; Self-cancellatio目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2OFDM技术的历史及发展现状 (1)1.3OFDM技术的优缺点 (2)1.3.1 OFDM技术的优点 (2)1.3.2 OFDM技术的缺点 (3)1.4论文的主要工作和章节安排 (4)2 OFDM系统基础 (5)2.1无线信道特征 (5)2.1.1 多径信道模型和信道参数 (6)2.1.2 多径时延扩展衰落效应 (7)2.1.3 Doppler扩展衰落效应 (9)2.2正交频分复用（OFDM）技术与频分复用（FDM）技术的比较 (9)2.3OFDM系统的分类 (10)2.3.1 CP-OFDM 系统 (10)2.3.2 ZP-OFDM系统 (11)2.4基于IFFT/FFT的OFDM系统原理 (11)2.4.1 OFDM的基本原理 (11)2.4.2 基于IFFT/FFT的OFDM系统 (14)2.4.3 串/并变换 (14)2.4.4 信号映射 (15)2.4.5 利用IFFT/FFT实现OFDM符号的调制与解调 (15)2.4.6 保护间隔 (16)2.4.7 循环前缀 (17)2.5OFDM系统的关键技术 (18)2.5.1 信道建模 (18)2.5.2 时域和频域同步 (19)2.5.3 信道估计 (19)2.5.4 信道编码和交织 (20)2.5.5 降低峰值平均功率比 (20)2.5.6 均衡 (21)3 OFDM系统的同步技术 (22)3.1OFDM系统的3种同步 (22)3.2OFDM系统中的载波频率同步 (22)3.2.1 载波频率偏移的形成原因 (22)3.2.2 载波频率偏移的影响 (25)3.2.3 载波频率偏移的数学分析 (25)4 频偏估计算法研究 (26)4.1频偏估计概述 (26)4.2OFDM移动通信系统中子载波间干扰（ICI）自消除方法 (27)4.2.1 标准OFDM系统中子载波间干扰（ICI）的原理 (28)4.2.2 消除子载波间干扰（ICI）的调制原理 (29)4.2.3 消除子载波间干扰（ICI）的解调原理 (31)4.2.4 子载波间干扰（ICI）自消除的性能仿真 (33)4.2.5 子载波间干扰（ICI）自消除的性能分析 (34)4.3高阶子载波间干扰（ICI）自消除方法 (35)4.3.1 cubic方法 (35)4.3.2 quadric方法 (35)4.3.3 高阶子载波间干扰（ICI）自消除的性能仿真 (36)4.4OFDM移动通信系统中有效的频偏盲估计方法 (38)4.4.1 盲载波频率偏移（CFO）估计的代价函数 (38)4.4.2 无噪声情况下，代价函数的余弦函数模型 (41)4.4.3 有噪声情况下，代价函数的余弦函数模型 (43)4.4.4 盲估计载波频率偏移（CFO） (45)4.4.5 频偏盲估计方法性能分析 (46)结论 (47)致谢 (48)参考文献 (49)附录 (50)1 绪论1.1 引言自二十世纪初意大利科学家马可尼在人类历史上第一次实现了无线电通信，一个多世纪以来，无线通信技术取得了极大的发展。
OFDM系统的频偏估计算法
OFDM系统的频偏估计算法吉磊;李玉柏【期刊名称】《计算机应用研究》【年(卷),期】2011(28)4【摘要】结合中国移动多媒体广播(CMMB)信道的帧结构和调制方式,利用不同数据码元间共轭相乘的算法来完成整数倍频偏(IFO)的捕获.最后采用最小二乘估计法捕获采样频偏和残余频偏.计算机仿真验证了算法能准确地完成频偏估计.%Combining with the frame structure of China mobile multimedia broadcasting ( CMMB), this essay introduced an integer frequency offset (IFO) captured algorithm using conjugate multiplication between adjacent symbols. At last, introduced a least-squares approximation algorithm to acquire the sampling frequency offset and the residual frequency offset. The computer simulation proves that least-squares approximation can get precise results.【总页数】3页(P1479-1480,1485)【作者】吉磊;李玉柏【作者单位】电子科技大学,通信与信息工程学院,成都,611731;电子科技大学,通信与信息工程学院,成都,611731【正文语种】中文【中图分类】TP929【相关文献】1.多径信道OFDM系统小数倍频偏估计算法改进研究 [J], 李波;李涛2.OFDM系统中存在IQ不平衡时的时域频偏估计算法 [J], 王非一;辜方林;王杉3.基于连续符号平均功率方差最小化的CM-OFDM系统盲载波频偏估计算法 [J], 于秀兰;黄璇4.一种OFDM系统混合ICA盲频偏估计算法 [J], 黄洋;杨霄鹏;余侃民;焦玲5.OFDM系统中基于循环前缀的频偏估计算法 [J], 虞云梅;霍丽丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
低复杂度的ofdm粗频偏估计算法
低复杂度的ofdm粗频偏估计算法OFDM，即调制解调多载波技术，是当代星座系统中使用最为广泛的一种新型高效数字技术，它能够同时处理多个并行密切相关的信号（也可以处理多种种类不同参数的信号），以及在信号传输中具有高可靠性、高调制率和可扩展性等特点。
但是，OFDM工作的前提条件是其粗频偏精准估计，这主要取决于现有的估计算法的复杂度。
因此，针对改善OFDM信号的性能，提出更低复杂度的粗频偏估计算法显得尤为重要。
下面，就此介绍几种低复杂度的OFDM粗频偏估计算法：Regular Sparse Representations 算法是一种低复杂度OFDM粗频偏估计算法，该算法基于一致稀疏表示，利用相关信息和统计计算来估计调制解调多载波系统中的频偏参数。
值得注意的是，该算法可以控制相关信息的施加，从而改善估计的性能和稳健性。
Fixed Spatial Sampling 算法是一种低复杂度的OFDM粗频偏估计算法，该算法通过采样不同时间和频率维度，设计一个定空间采样估计，基于采样点的观测值，进一步推导一个定性和定量的粗频偏估计。
同时，该算法还能够有效地控制采样影响。
Cross-Typical Correlation Coding算法是一种低复杂度的OFDM粗频偏估计算法，该算法采用跨类型的相关编码方式，将具有不同频率的信号编码成一条信息流，从而确定信号的不同特征参数，如相位关联性和频率偏移量，从而减低粗频偏估计的复杂度。
总结而言，现有的低复杂度的OFDM粗频偏估计算法及其有力的稳健性和高可靠性，在改善传输效率、提高系统可靠性和减少噪声方面都具有重要作用。
但是，对于不同应用场景，针对性的优化和改进仍然是需要进一步加以研究、改进的空间。
通信工程毕业论文-基于OFDM系统的导频辅助的CFO估计算法
本科生毕业论文（设计）中文题目基于OFDM系统的导频辅助的CFO估计算法英文题目Pilot-aided CFO Estimation AlgorithmBased on OFDM System学生姓名班级学号学院专业通信工程专业指导教师职称摘要摘要近年来，通信技术的发展迎来了它的巅峰期，但是有限的频谱却严重限制了通信技术的发展。
OFDM技术是一种应用十分广泛的调制技术，它主要被应用于高速无线数据传输领域，尤其是无线接入领域和移动通信领域。
OFDM将一条高速数据流转换为多条低速数据流，利用相互正交且重叠的多个子载波进行数据传播，提高了频谱资源的利用率。
但是在OFDM系统中，会出现CFO问题，CFO会破坏子载波间的正交性，导致信道之间的互相干扰（ICI），影响系统性能。
为了克服CFO，提高时变信道下OFDM系统的频率同步的性能，本文在已有算法基础上提出了一种基于时变信道下OFDM系统中的小数倍的导频辅助的CFO估计的改进算法，本算法通过对原CFO估计算法的合理近似运算，以及对ML估计准则的改进和优化，进而降低了运算复杂度，提高了系统性能。
最后对本文所讨论的改进算法进行了软件仿真，结果也证明，改进算法的CFO估计性能要优于原算法。
关键词正交频分复用导频载波频率偏移载波间干扰ABSTRACTABSTRACTIn recent years,the development of communication technology is celebrating its peak period.However,the limited spectrum resources has limited the development of communication technology.OFDM is a widely used modulation technology.It is mainly used in high-speed wireless data transmission field,especially in the field of the wireless access and mobile communications.OFDM decomposes the high-speed data stream into a plurality of low speed sub data streams,it uses multiple sub carriers which are orthogonal and overlapping each other for data transmission,so it improves the spectrum utilization rate.However,in OFDM system,there will be CFO problems.CFO will destroy the orthogonality between sub carriers,causing ICI,which will affect system performance.In order to overcome CFO and improve the synchronization performance of OFDM system under time-varying channel,this paper has proposed an improved CFO estimation algorithm which is based on time varying channel and pilot assisted OFDM system.Through the reasonable and approximate operation for the original algorithm,the improvement and optimization for the ML estimation criteria,our improved CFO estimation algorithm can reduce the complexity of computation,and it improves system performance.At last,we use MATLAB to simulate the improved CFO estimation algorithm which is discussed in paper,the results also prove the improved CFO estimation algorithm`s performance in better than the original algorithm.Keywords OFDM pilot CFO inter carrier interference目录目录第1章绪论 (1)1.1 论文研究背景及意义 (1)1.2 OFDM技术发展史 (3)1.3 OFDM技术的优缺点 (3)1.4 频偏估计算法研究现状 (4)第2章OFDM系统基本原理 (6)2.1 OFDM系统基本原理 (6)2.2 OFDM系统结构 (7)2.3 OFDM的数学描述 (7)2.4 保护间隔与循环前缀 (8)2.5 OFDM系统载波类型 (10)2.6 OFDM系统的时间离散模型 (11)2.7 OFDM系统的时间连续模型 (11)第3章CFO估计算法的研究 (13)3.1 OFDM系统CFO估计算法的模型 (13)3.2 CFO对系统性能的影响 (14)3.3 基于时变信道OFDM系统的ML（最大似然）的CFO估计算法 (14)3.4 基于导频辅助的CFO估计算法 (18)3.5 改进的导频辅助CFO估计算法 (20)3.6 仿真分析 (22)3.7 小结 (25)第4章总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)英文缩略词 (29)第1章绪论1.1 论文研究背景及意义从古至今，通信就一直存在，无非是在不同时期有不同的方式和不同的载体；古代通信方式就有很多种，例如书信、狼烟、号角和打更等等，它们有一些共同的特点：速度慢，方法原始，传递内容不及时不准确，信息容量也很小（除书信外），并且容易丢失。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
OFDM频率偏移估计算法分析摘要作为一种特殊的多载波调制技术，正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）因其高频谱利用率、高数据传输速率以及良好的抗多径干扰性能，广泛地应用于数字音视频广播、无线局域网等高速数据传输系统中。
OFDM通信系统具备所有这些优势的前提是收发两端子载波均要保持良好的正交性，然而，在实际应用中，晶振的非理想因素以及移动通信中多径信道产生的多普勒频移将会造成OFDM系统发射机与接收机载波中心频率的偏移（CFO，Carrier Frequency Offset），而这将严重破坏子载波之间的正交性，因此OFDM系统接收机必须对载波频偏加以估计并对接收信号进行相应补偿以保证解调数据的准确性。
通常，将这一操作称为载波频率同步，也可简称为频偏估计。
由于OFDM系统对CFO非常敏感，微小的CFO就能造成系统误码性能的大幅下降，因此，频率同步技术是OFDM 系统的关键技术之一。
本论文首先回顾了OFDM技术发展的历史，然后从基本的OFDM系统的原理出发，阐述了OFDM系统中的同步问题。
接着详细阐述了定时同步偏差和载波频率偏差对系统性能的影响。
最后，对现有的频率同步技术（即，盲同步算法和非盲同步算法）进行了介绍且重点介绍了三种具有代表性的载波频偏估计算法：子载波间干扰（ICI，Intercarrier interference）自消除方法，高阶子载波间干扰（ICI）自消除方法和频率偏移盲估计方法，并通过仿真比较分析了它们在加性高斯白噪声信道和频率选择性信道下的估计性能。
关键词：正交频分复用；载波频率偏移；子载波间干扰；盲载波频偏估计；自消除ABSTRACTAs a special multicarrier modulation technique OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）has been widely used in data transmission systems such as Digital Video/Audio Broadcasting systems and wireless LAN systems, due to its high spectral efficiency, high data rate, and excellent performance to combat with multi-path interference. It is the orthogonality between the sub-carriers in OFDM systems that guarantees all those strengths mentioned above. However，the carrier frequency offset, caused by the non-ideal factors of the oscillators and the Doppler Shift introduced by the multipath channel, will destroy the orthogonality between the subcarriers. In order to get a better performance, the receiver should estimate the carrier frequency offset and then compensate the received signal, which is usually called as carrier frequency synchronization or frequency offset estimation for short. OFDM systems are very sensitive to carrier frequency offset, that is to say, a small frequency shift could degrade the system performance dramatically. Therefore, frequency synchronization technique has become one of the key techniques of OFDM systems.Firstly, this dissertation reviews the history of the development of OFDM technique. According to the basic OFDM theory, this dissertation describes synchronization of OFDM systems. Then,describes the effect of the timing offset and frequency offset to the system in detail. Finally, the frequency synchronization of existing technologies（i.e. the blind algorithm and the non-blind algorithm）is introduced and this dissertation focus on the three typical carrier frequency offset estimation algorithm: Intercarrier Interference Self-Cancellation, High-order Intercarrier Interference Self-Cancellation and Blind Deterministic Frequency Offset Estimation Method. Performances under AWGN channel and frequency-selective channel are analyzed and compared by simulation.Keywords: Orthogonal Frequency Division Multiplexing（OFDM）; Carrier Frequency Offset; Intercarriers Interference; Blind Carrier Frequency Offset Estimation; Self-cancellatio目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2OFDM技术的历史及发展现状 (1)1.3OFDM技术的优缺点 (2)1.3.1 OFDM技术的优点 (2)1.3.2 OFDM技术的缺点 (3)1.4论文的主要工作和章节安排 (4)2 OFDM系统基础 (5)2.1无线信道特征 (5)2.1.1 多径信道模型和信道参数 (6)2.1.2 多径时延扩展衰落效应 (7)2.1.3 Doppler扩展衰落效应 (9)2.2正交频分复用（OFDM）技术与频分复用（FDM）技术的比较 (9)2.3OFDM系统的分类 (10)2.3.1 CP-OFDM 系统 (10)2.3.2 ZP-OFDM系统 (11)2.4基于IFFT/FFT的OFDM系统原理 (11)2.4.1 OFDM的基本原理 (11)2.4.2 基于IFFT/FFT的OFDM系统 (14)2.4.3 串/并变换 (14)2.4.4 信号映射 (15)2.4.5 利用IFFT/FFT实现OFDM符号的调制与解调 (15)2.4.6 保护间隔 (16)2.4.7 循环前缀 (17)2.5OFDM系统的关键技术 (18)2.5.1 信道建模 (18)2.5.2 时域和频域同步 (19)2.5.3 信道估计 (19)2.5.4 信道编码和交织 (20)2.5.5 降低峰值平均功率比 (20)2.5.6 均衡 (21)3 OFDM系统的同步技术 (22)3.1OFDM系统的3种同步 (22)3.2OFDM系统中的载波频率同步 (22)3.2.1 载波频率偏移的形成原因 (22)3.2.2 载波频率偏移的影响 (25)3.2.3 载波频率偏移的数学分析 (25)4 频偏估计算法研究 (26)4.1频偏估计概述 (26)4.2OFDM移动通信系统中子载波间干扰（ICI）自消除方法 (27)4.2.1 标准OFDM系统中子载波间干扰（ICI）的原理 (28)4.2.2 消除子载波间干扰（ICI）的调制原理 (29)4.2.3 消除子载波间干扰（ICI）的解调原理 (31)4.2.4 子载波间干扰（ICI）自消除的性能仿真 (33)4.2.5 子载波间干扰（ICI）自消除的性能分析 (34)4.3高阶子载波间干扰（ICI）自消除方法 (35)4.3.1 cubic方法 (35)4.3.2 quadric方法 (35)4.3.3 高阶子载波间干扰（ICI）自消除的性能仿真 (36)4.4OFDM移动通信系统中有效的频偏盲估计方法 (38)4.4.1 盲载波频率偏移（CFO）估计的代价函数 (38)4.4.2 无噪声情况下，代价函数的余弦函数模型 (41)4.4.3 有噪声情况下，代价函数的余弦函数模型 (43)4.4.4 盲估计载波频率偏移（CFO） (45)4.4.5 频偏盲估计方法性能分析 (46)结论 (47)致谢 (48)参考文献 (49)附录 (50)1 绪论1.1 引言自二十世纪初意大利科学家马可尼在人类历史上第一次实现了无线电通信，一个多世纪以来，无线通信技术取得了极大的发展。
至今，移动通信技术的发展已经经历了三代，即第一代的模拟通信系统，第二代能够支持话音业务以及低速率数据业务的全球移动通信系统（GSM，Global System for Mobile Communication）以及第三代移动通信系统。
数据的传输速率也由2G系统的9.6Kbps 发展到3G 系统的2Mbps。
不过，随着人们对移动通信中高速移动数据业务以及多媒体业务需求的增加，数据传输速率的要求也大大提高，3G系统中使用的以码分多址接入（CDMA，Code Division Multiple Access）为核心的复用技术已经不能满足要求。
当传统的多载波调制（MCM，Multi-Carrier Modulation）技术以及数字调制技术在实际应用中遭遇瓶颈时，正交频分复用技术（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）以其高频谱利用率、高数据传输速率以及良好的抗干扰性能给移动通信注入了新鲜血液，在世界范围内得到了广泛应用，例如欧洲于上世纪90年代投入使用的数字音频广播系统（DAB，Digital Audio Broadcasting System）、数字视频广播系统（DVB，Digital Video Broadcasting System）及随后制定出的IEEE802.11标准系列，日本也于1999年提出地面综合业务数字广播标准ISDB-T等等[1]。