OFDM符号定时同步算法的研究
毕业设计-OFDM符号同步技术研究
可修改可编辑信息工程大学毕业设计论文OFDM符号同步技术研究姓名：李明申请学位级别：工学学士专业：通信系统院系：理学院一旅二队学号：3582004035指导教师：汪涛摘要随着多媒体和Internet在无线领域应用的迅猛发展，人们对高速移动通信的要求也越来越高。
由于无线信道存在时延扩展，高速信息流的符号宽度又相对较窄，所以会存在较严重的ISI。
这对单载波TDMA系统来说，对均衡器提出了非常高的要求，导致均衡算法的复杂度大大增加。
对于窄带CDMA系统，其主要表现在扩频增益和高速数据流之间的矛盾。
而OFDM作为一种解决ISI的有效传输手段引起了人们的高度关注。
本文首先介绍了移动通信的发展概况、OFDM技术的特点和发展现状以及了OFDM的基本原理。
在此基础上重点研究了OFDM符号同步技术，分析了符号定时的重要性和符号定时偏差对OFDM系统解调性能的影响。
最后又对OFDM符号同步的一些算法进行仿真，分析了各种算法的优缺点和适用范围。
对基于训练符号的符号同步算法参考802.11a的数据帧结构进行了仿真和性能分析；对基于循环前缀和导频的符号同步算法进行了一般条件下的仿真和性能分析。
基于训练符号的算法能实现快速的同步，同步的精度基本可以满足突发分组的需要。
基于循环前缀的算法只能实现系统的粗同步，而且速度较慢，需要的符号数量较多；基于导频的算法则能够对粗同步的结果进行纠正，提高同步的精度，两者结合可以实现系统的精同步。
关键词：OFDM；符号同步；循环前缀；训练符号；导频英文摘要AbstractResearch on Synchronization Algorithms of Frame（Symbol） in OFDM SystemAlong with the multimedia and the Internet is applied fast fierce development in wireless coummunication, people’request of the high speed of the coummunication is more and more intensely. Because the wireless channel exist time delay, sign width of the high-speed information flow again opposite more narrow, so will exist more serious ISI. For the single carries TDMA system, put forward a very high request to the balanced machine, cause algorithms of balanced calculate way consumedly increase. For narrowband CDMA system, it mainly express is the benefit of expand frequency to the antinomy of that and high-speed data flow. But OFDM conduct and actions is a kind of solve ISI, cause people's deep concern.First, this text introduced the development situationthe of the mobile communication, characteristics and development present condition of OFDM. immediately after introduced OFDM basic principle,the modulation mode of OFDM and carry out of DFT. At this foundation did a detailed research on the OFDM key techniques-the synchronous technique of symbol. Analysed the importances and effects of the deviation in fixed time upon the OFDM system. The endsimulate various synchronization algorithms of OFDM’s frame(symbol) and analyzed their merit and shortcoming.This text simulate and analyse synchronization algorithms of OFDM’s Frame(symbol) according to trained the synchronous referenced to the data structure with 802.11a, and according to Trainning Symbol and Pilot Carrier in the general condition. The algorithms according to trained the synchronous can achive synchronization fastly and satisfy the demand of abrupt cent set. The algorithms according to Trainning Symbol only can carry out system of crassitude synchronization, but the speed be more slow, need of the sign amount be more; the algorithms according to Pilot Carrier can rectify crassitude synchronously result,improve the precision of the synchronization.both combine can realize exactitude synchronization of OFDM.Keywors:OFDM，Synchronization of symbol，CyclePrefix，Trainning Symbol，Pilot Carrier目录封面 (1)摘要 (2)英文摘要Abstract (3)目录 (4)第一章绪论 (5)1.1移动通信发展概况 (5)1.2 OFDM的优越性 (7)1.3 OFDM的关键技术 (8)1.4 OFDM的应用概况和展望 (8)1.5本文的主要研究内容和结构安排 (9)第二章OFDM的基本原理 (11)2.1 OFDM的基本调制原理 (11)2.1.1子载波调制 (13)2.1.2 DFT的实现 (15)2.2 OFDM的保护间隔、循环前缀 (16)2.3 OFDM的基本参数的选择 (17)2.4本章小结 (18)第三章OFDM的符号同步技术 (19)3.1 OFDM的符号同步原理概述 (19)3.2 OFDM的符号定时偏差对OFDM系统的影响 (20)3.3 OFDM的符号同步方法 (23)3.3.1基于循环前缀的符号粗同步方法 (23)3.3.2基于导频的符号细同步方法 (25)3.3.3基于训练符号的帧分组同步算法 (26)3.4本章小结 (28)第四章OFDM的符号同步算法仿真 (30)4.1基于训练符号的符号同步算法的matlab仿真 (30)4.2基于循环前缀的符号粗同步算法的matlab仿真 (31)4.3基于导频的符号细同步算法的matlab仿真 (34)4.4本章小结 (36)结束语 (37)参考文献 (38)谢辞 (40)第一章绪论1.1移动通信发展概况移动通信自从无线电通信发明之日就产生了。
DC—OFDM系统中的符号同步算法
根据 Ｆ Ｔ的循环特征 ， Ｆ 经过 Ｆ 处理后的信号 盯
可 以表示 为 ： （ ： （ ｅ 七） ｋ）－ ｊ （） ６
１ … ｉⅣ １ ］ ）Ｘ ＿） （
因此 ， 整个 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ符号的长度为 Ⅳ 。 ＋
其中 （ ） ｋ 为理想同步时 Ｆ Ｔ的输 出信号。 Ｆ 从
在这种情况下 ，Ｆ 输人窗 口取 到的数据点 ＦＴ
为ＯＤ Ｆ Ｍ符号 的周期。图 １ 表示 的是 Ｄ — Ｆ Ｍ Ｃ Ｏ Ｄ 为第 个循环前缀 中的 ｄ ｉ 个数据点和剩下的在第 ｉ 系统 中 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ符号的结构图。 ｎ 为第 ｉ Ｏ Ｄ 个 Ｏ Ｄ ｘ（ ） 个 ＦＭ Ｆ Ｍ符号中取得 的 Ⅳ ｄ 数据点。在这里 ， ＿个 我 符号中的第 ｎ 个采样点数据 ， 其中 ０ ≤Ⅳ １ ≤门 ＿ 。
解调 中一个 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ符号 内的 Ｆ Ｔ窗 口位置不 正确 Ｆ
那么经过信道均衡后的基带信号为 ：
（ ） 太： ： ｋ ｘ（ ） （） ８
将会引入符号间干扰 （Ｓ ）造成严重 的性能下降。 ＩＩ ，
在这一节 中，我们将探讨由于时间同步错误造成的
ＩＩ 响 。 Ｓ影
Ｈ（ ｋ）
利用率比 Ｍ — Ｆ Ｍ系统更高效 。 ＢＯＤ 然而 ， Ｄ — Ｆ Ｍ系统 中， 在 ＣＯ Ｄ 信号是通过一个终
端传到另一个终端 ，不过终端之间都存在一定的距
响后判断一帧的结束时刻。下面我们将具体讨论符
号 同步算 法 。
， ＾ ．Ｉ ＾ ＾ ，ｒ ｉ－） … ¨ ｈ－ － － ， ｒ＇ ｃ ￣
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｓ ａ ｅ ｕｓｔｅｅ ｈ ｓ ｎｓｍｂ ｌｉ ｎ ｓ ｅ ｎＤＣ ＯＦ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｔ ｈ ｍｐ ａｉ ｏ ｙ ｏ ｍｉｇｉ ｕ ｓｉ — ＤＭ ａｅ Ｂ ｓｓｅ ． ｅｄｖｄ ｐ ｓ ｔ ｓ ｂ ｓ ｄＵＷ ｙ ｔｍｓ Ｗ ｉｉｅ
OFDM系统中符号定时同步技术研究
Ｖ ｏｌ ２ ＮＯ． ＿２ ２
ＯＦ ＤＭ 系 统 中 符 号 定 时 同 步 技 术 研 究
许 斌 段 波 孙 维 新 。 ， ，
（ ．装 备 指 挥 技 术 学 院 光 电装 备 系 ， 京 １ １ １ ； ２ １ 北 ０ ４ ．装 备 指 挥 技 术 学 院 研究 生 管理 大 队 ， ６ 北京 １ １ １ ； ３ ３ ９ ０ ４ ６ ．６ ７ ０部 队 ）
２种 改进 方法 在 ＯＦ Ｍ 系统 中具 有 较好 的定 时性 能 。 Ｄ
关 键 词 正 交 频 分 复 用 ； 号 定 时 同 步 ； 时度 量 符 定
中 图分类 号 ＴＮ ２ ． ９ ９５ 文 章 编 号 １ ７ — １ ７ ２ １ ） ２０ ９ — ４ ６ ３ ０ ２ （ ０ １ ０ — ０ ５０ Ｄ（Ｉ １ ． ７ ３ ｊ ｉｓ ． ６ ３ ０ ２ ． ０ １ ０ ． ２ ） ０ ３ ８ ／．ｓ ｎ １ ７ — １ ７ ２ １ ． ２ ０ ０ 文 献 标 志 码 Ａ
３．６ ７ ０ Ｔｒ ｏ ｓ ３ ９ ｏ ｐ ，Ｃｈ ｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ＦＤＭ ｙｓ ｅ ， ｔ ｒ ｓ ｆ ｓ ｍ ｂｏ ｙ ｈｒ ｉａ ｉ ｎ ｉ ｏ ｄｅ ｅ ｍ ｉ ｈ ｉ ｎ ｏ ｓ ｒ ｃ ｎ Ｏ ｓ ｔｍ ｈｅ ｐｕ ｐｏ ｅ ｏ ｙ ｌｓ ｎｃ ｏｎ ｚ ｔｏ ｓ ｔ ｔ ｒ ｎｅ ｔ ｅ ｓ ｇ ｆ
２０１ 征 １
４ 月
装 备 指 挥 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆｔ ｅ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｕ ｐ ｎ ｏ ｏ ｒ ａ ｈ ａ ｅ ｆＥｑ ｉ ｍｅ ｔＣ ｍｍａ ｄ ＆ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ２ １ ０１
第 ２ 卷 第 ２ ２ 期
摘
OFDM系统中定时同步算法的研究
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｉ ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｈ ｐ Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ３ １３ ．
３６
ＯＦ ＤＭ 系统 中定 时 同步 算 法 的研 究
张 同 周金荣 郭 以成
武汉 ４０ ７ ） ３０ ９ （ 中国船舶重工集 团公司第七二二研究所 摘 要
ＴＮ９４ １ 中 图分 类号
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｉ ｇ Ｓ ｎ ｈ ｏ ｉ ａ ｉｎ Ａｌ ｏ ｉｈ ｆ ｒＯＦＤＭ ｙ ｔ ｍ ｓ ｓ ａ ｃ ｎ Ｔｉ ｎ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔｏ ｇ ｒｔ ｍ ｏ Ｓ ｓｅ
ＺＨＡＮＧ ｎ ＺＨ ＯＵ ｉ ｒ ｎ ＧＵｏ ｃ ｅ ｇ Ｔｏ ｇ Ｊｎ ｏ ｇ Ｙｉ ｈ ｎ
（ ． ２ ｓ ａ ｃ ｎｓｉｕ ｅｏ Ｉ Ｎｏ ７ ２Ｒｅ ｅ ｒｈ Ｉ ｔｔ ｔ ｆＣＳ Ｃ，Ｗ ｕ ａ ４ ０ ７９ ｈｎ ３０ ）
Ａｂ ｔａ ｔ Ｏｒｈｏ ｏ ａ ｅ ｕ ｎ ｙＤｉｉｉｎ Ｍ ｕｔｐｅ ｉｇ （ ｓｒｃ ｔ ｇ ｎ ｌＦｒｑ ｅ ｃ ｖｓｏ ｌｉｌｘｎ ＯＦＤＭ ）ｉ ａ ｔｃ ｌｒｙ ｓｎｓｔｖ ｏ ｔ ｅｓ ｎｃ ｒ ｎｚ ｔ ｎ ｅ ｒ ｒ ｈ ｔｃ ｎ ｇ ｅ ｔｙ ｓｐ ｒｉｕａ ｌ ｅ ｉｉｅｔ ｈ ｙ ｈ ｏ ｉａ ｉ ｒｏ ｓｔ ａ ａ ｒ ａｌ ｏ ｄ ｃ ｅ ｓ ｈ ｅ ｒａ ｅｔ ｅＯＦＤＭ ｙ ｔｍ ｒｏｍ ａ ｅ Ｔｈ ｌｔ ａ ｎ ｔ ｎ ｙ ｃ ｒ ｎｚ ｔｏ ｓｅｉ ｎ ｔｄ ｂ ｌｉｌｉｇ ｔ ｐ ｃａ ｓ ｕ ｏ ｒｎ ｏ ｓ — ｓ ｓｅ ｐｅｆ ｒ ｎｃ． ｅｐａｅ ｕｉ ｉ ｇ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａｉｎ ｉ ｌ ｍｉ ｍｉａｅ ｙ ｍｕｔｐｙｎ ｈｅｓ ｅ ｉｌｐ ｅ ｄ ａ ｄ ｍ ｅ ｑ ｅ ｅｉ ｉ ｅｄ ｍ ａｎ Ｔｈ ｉ ｕａ ｉｎ ｒｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈｅｐ ｏ ｏ ｅ ｃ ｅ ｓｍｏ ｅ ｅｆｃｅ ｎ ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｗｉｈ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｌａｇ — ｕ ｎｃ ｎ ｔ ｏ ｉ． ｍ ｅｓｍ ｌｔｏ ｅｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｒ ｐ ｓ ｄ ｓ ｈ ｍｅ ｉ ｒ ｆｉｉｎｔｉ ｏ ａ ｉｏ ｔ ｈ ｏ ｖ ｎｔ ａ ｌｏ ｏ ｒｔ ｍ ，ｔ ｅｉ ｒ ｖ ｄ ａｇｏ ｉｈ ｈ ｓａｖ ｒ ｈ ｒ ｅ ｋ ｉ ｙ ｈ ０ ｉａ ｉｎｐ ｓｔｏ ｎｄａｂ ｔｅ ｅ ｆｒ ｎ ｅｉ ｙ ｃ ｒ ｎｚ ｔｏ ｉｈ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｒｔｍ ａ ｅ ｙｓ ａ ｐ ｐ ａ ｎｓ ｎｃ ｒ ｎｚ ｔ０ ｏ ｉ ｎ ａ ｅｔ ｒｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａ ｉｎ，ａ ｄｉ ｓｍｏ ｅ ｉ ｎ ｎ ｉ ｒ ｔ ａ ｃ ｒ ｔ ｎ ｓ ｍｂ １ｔｍｉｇ ｃｕ ａ ｅｉ ｙ ｏ ｉ ｎ ． Ｋａ ｏ ｄ ＯＦ ｙＷ ｒｓ ＤＭ ，ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａｉｎ ａｇ ｒｔ ｍ ，ｔａｎｉ ｙ ｂ ｌ ｙ ｃ ｒ ｎｚ ｔｏ ｌｏ ｉｈ ｒｉ ｎｇｓ ｍ ｏ Ｃｌｓ ｎｉ ｒ ＴＮ９ ａ ｓ ＮｔＴｌ ￣ １ ４
基于训练序列的OFDM定时同步算法研究
学院学报 ，０ ６ １ ）２ ． ２ ０ （ ６ ：４
界面上可能各有优 缺点和特 色之处 ， 相信它们都会引领 国内 Ｂ Ｃ市场向 ２ 着“ 更高 ， 更远 ， 强” 更 的目标不断 发展。
参 考 文 献
［ ］ 王 新业 ． 网 Ｐ 当当网 ： 知本 ” ４ 卓越 Ｋ “ 的较量 ［ ］ 营者 ，０ ６ ｔ ） Ｊ． 经 ２ ０ （Ｏ ４—４ ３４ ．
于循环前缀 的存在 ， ｄ 在峰值处是平坦 的， Ｍ（ ） 在有噪声的情况下 ， 定时偏 移估 汁函数的这一特点可能会导致较 大的定时同步误差 。因此 ， 为了提 高符号 定时同步的性能 ，ｃ ｍｄ 提出对定时偏移估 汁函数 朋（ ） Ｓｈ ｉ ｌ ｄ 最大值 的 ９ ％的采样 点位置进行平均 的方法 ，在增 加较小汁算 量的前提下 ， ０ 可 以进一步降低发生符号间干扰的概率。
１ 改进算法 ． ２
１ 基于训 练序 列 的定 时 同步 算 法
基于训练符 号的 同步方法是在 时域上将 已知信息 加入待 发 Ｏ Ｄ ＦＭ 符号。最早是 由 ＰＭＯ Ｓ ． Ｏ Ｅ提 出的。通 常置 于 Ｏ ＤＭ符号前或者 由多个 Ｆ ＯＤ Ｆ Ｍ符号构成的帧的起始位置处 。基于训练符 号同步方法的研 究主要
Ｋ 一
＝
（） ２
Ｏ
．
目前 ， 估计载波频 率偏差 和符 号定时偏差的算法主要包括数 据辅 助
（ ：一 ｌｄ ２ ）： ＋ ｛ ｒ （ Ａ
＝
（） ３
Ｏ
算法和非数据辅助算 法。 巾数据辅助算法包括基于导频符号和训练序 其
列估计算 法的优点是捕获快 、 精度高 ， 合分组数据 通信或突 发传输 的 适 ＯＤ Ｆ Ｍ系统。本文主要研究 了基 于训练序 列的定时 同步算 法 ， 典型的是 Ｓｈ ｉｌ 出的定时同步算法。本文还对基 于训练序列算 法进行 了改进 ｅ ｍｄ 提 仿真验证了它的有效性 。
OFDM系统的同步算法研究的开题报告
OFDM系统的同步算法研究的开题报告一、研究背景正交频分复用（OFDM）系统是一种多载波调制技术，在高速移动性和频谱利用效率方面具有很大优势。
然而，OFDM系统在信道上需要进行符号同步、载波频偏和相位噪声补偿等操作，以保证信号的正确接收。
同步算法的准确度和效率是OFDM系统性能的关键因素。
因此，对OFDM同步算法的研究和改进具有重要意义。
二、研究现状目前，OFDM同步算法的研究主要包括以下几个方面：1.符号同步符号同步是指在接收端准确确定数据帧的开始位置。
传统的方法包括傅里叶变换（FFT）和自相关函数方法。
但是，这些方法受噪声干扰的影响较大，不能在高噪声环境下获得准确的同步。
2.载波频偏和相位噪声补偿OFDM系统的性能受到载波频偏和相位噪声的影响，因此需要进行补偿。
传统的方法包括基于极点和零点的补偿方法和基于小波变换的补偿方法。
然而，这些方法在高速移动性和强噪声环境下表现不佳。
3.低复杂度同步算法传统的同步算法通常需要高复杂度的运算，对计算资源的需求较高。
因此，研究低复杂度的同步算法成为一个研究方向。
目前，矩阵分解法、互相关方法和基于相位的方法等被广泛研究。
三、研究内容本文将针对OFDM系统的同步算法展开深入研究，主要内容包括：1.综述OFDM系统同步算法的现状和方法，并比较各种同步算法的优劣。
2.基于迭代法和动态规划的符号同步算法设计和研究。
3.设计和实现低复杂度的载波频偏和相位噪声补偿算法。
4.提出一种基于时间序列分析的频率漂移估计算法，以实现快速同步并显著提升系统性能。
四、研究意义OFDM系统同步技术是保证数据传输正确性、提高系统性能的重要技术之一。
本文将对OFDM同步算法进行深入的研究和探讨，可以为无线通信领域的技术发展和应用提供重要的参考和借鉴价值。
在OFDM系统实际应用中，优化的同步算法可以提高系统的性能和可靠性，充分利用频谱资源，进一步推动OFDM系统技术的发展和广泛应用。
宽带无线通信OFDM系统符号定时同步技术的研究
ｔ ｉ ｏ ｎｓ ，ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｓ ｙ ｍｂ ｏ ｌ ｔ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ０ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ 。 ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｙ ｍｂ ｏ ｌ ｔ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ａ ｒ ｓ ｅ ｓ ｙ ｎｃ ｈ ｒ ｏ ｎｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ａ ｎ ｄ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｙ ｍｂ ｏ ｌ ｔ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ｆ ｉ ｎ ｅ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔｈｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ａ ｌ ｇ ｏｒ ｉ ｔ ｈｍ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ０ １ ２ ９ ） （ 西北工业大学电子信 息学 院 摘 要
针对 宽带无线通信 中的 ＯＦ ＤＭ 系统在多径衰落条件 下易受符号定 时同步偏差影响 的问题 ， 提出了一种符号定时 同步算 法 ， 该
算 法 包 括 时 域 符号 定 时粗 同步 估 计 和 频 域 符 号 定 时 细 同 步估 计 。仿 真 结 果 表 明 ， 改进的算法和几种 典型的定 时同步估计算法相 比， 解 决 了
Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＯＦ ＤＭ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｓ ｙ ｍｂ ｏ ｌ Ｔｉ ｍｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ＧＵＯ Ｘｉ ａ ｏ ＬＩ Ｈｕ ｉ Ｌ Ｉ Ｕ Ｈｏ ｕ ｊ ｕ ｎ
OFDM系统的同步算法研究的开题报告
OFDM系统的同步算法研究的开题报告1. 研究背景和意义正交频分复用（OFDM）是一种现代数字通信技术，广泛应用于无线通信、数字电视和宽带接入等领域。
OFDM系统具有高频带利用率、抗多径衰落和抗干扰等优势，但同时也存在着技术难点。
其中，同步算法是OFDM系统设计中一个重要的问题。
OFDM系统的同步算法涉及到符号时钟同步、载波同步和帧同步三个方面。
符号时钟同步（Synchronization of Symbol Clock）是指接收端需要识别出发送端的信号时钟，以便于正确地处理接收到的符号序列。
载波同步（Synchronization of Carrier Frequency）是指接收端需要校正接收信号中的载波偏移，使接收的信号频谱正确对应发送端发出的信号频率。
帧同步（Synchronization of Frame Timing）是指接收端需要找到传输的帧的起始位置，以便正确解码和处理接收到的数据。
有关同步算法的研究对于OFDM系统的性能和可靠性具有重要作用。
正确选择同步算法可以有效提高OFDM系统的通信质量和容错能力，从而满足不同的应用需求。
2. 主要研究内容本文旨在研究OFDM系统的同步算法，包括符号时钟同步、载波同步和帧同步。
具体研究内容如下：（1）OFDM系统同步算法的分类和特点分析。
根据同步算法的实现方式和原理，对OFDM系统同步算法进行分类，并分析各种算法的优缺点和适用范围。
（2）符号时钟同步算法的研究。
介绍符号时钟同步的基本原理和常用算法，包括零交叉法、最大似然法、间隔计数法等。
分析各种算法的优缺点和适用范围，并结合OFDM系统的特点进行算法选择和性能分析。
（3）载波同步算法的研究。
介绍载波同步的基本原理和常用算法，包括前导符筛选法、相位锁定环路法、电平锁定环路法等。
分析各种算法的优缺点和适用范围，并结合OFDM系统的特点进行算法选择和性能分析。
（4）帧同步算法的研究。
介绍帧同步的基本原理和常用算法，包括信道估计法、前缀匹配法、自适应阈值法等。
一种数据辅助的OFDM符号定时同步算法
离符号定时估计正确位 置 ±Ｎ ４（ 为 Ｏ Ｄ 符号 长度 ） ／ Ｎ ＦＭ 采样
点处具有较大的旁瓣 ， 严重影响 了系统的符号定时偏移估计性
Ｏ Ｄ 是一种多载波传输技术 ， Ｆ Ｍ） 因具有频谱利用率 高和抗 频率
选择性衰落强等优点 ， 并且能实现高质量 、 高速率 的数据传输而 备受关注 ， 被广泛应用于宽带无线数字通信系统中 ， 同时也成为 ４ Ｇ的核心技术 。因此 ，Ｆ Ｍ通信技术有很好 的应用前 景。 ＯＤ ＯＤ Ｆ Ｍ系统的一个关键是对 同步偏差 的敏 感性 ， 包括 符号
Ｗ ＡＮ Ｄｉ ｇ ＩＰ ｎ —ｅ Ｇ ｎ ，Ｌ ｅ ｇ ｆｉ
（ｃｏｌｆＥｅｔ ｎｃ＆ Ｉ ｏｍａｉ Ｎ ｒ ｗｓ ｒ ｏ ｔ ｈｉ ｌＵ ｉ ｒｔ， ｉ’ｎ７０ ２ Ｃ ｉ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｌ ｒ ｉ ｃｏ ｎ ｒ ｔｎ， ｏｔ ｅｅ ｆ ｏ ｈ ｔｎＰ ｌ ｅ ｎｃ ｎｖ ｓｙ Ｘ ａ １ １９， ｈｎ ｙｃ ａ ｅｉ ａ
王 顶 ， 鹏 飞 李
（ 西北 工业 大学 电子信 息 学院 ， 西安 ７０ ２ ） １１９
摘
要 ：针 对正 交频 分复 用 系统 的 同步偏 差敏 感性 ， 出了一种 新 的符号定 时 同步 算法 。该算 法通过 新 设计 的 提
训练序 列结 构 ， 得到新 的符 号定 时偏 移估计 函数 表达 式 。仿 真 结果表 明 ， 算 法有 效地 克服 了 Ｓｈ ｉ 、 ｉ 该 ｃｍｄ Ｍ ｎ ｌ ｎ和 Ｐｒ 算 法 中的符 号定 时缺 陷 ， 且在低信 噪 比下 能实现更 准确的 同步 ； ａ ｋ 并 另外 ， 法在 同等条件 下符 号 定时偏 移 该算
ｄ ｆｃ ｎ Ｓ ｈ ｄ ’ ｅｅ ｔｉ ｃ ｍｉ ｌ Ｓ．Ｍｉ ｎ’ ｎｄ Ｐａｋ’ ｔ ｄｓ ｎ ｓ ａ ｒ Ｓ ｍｅｈｏ ．Ｔｈｅｐｒｐｏ ｅ ｌｏ ｉｈ ｈａ ｒ ｃ ｕ ａｅ ｓ ｎｃ ｒ ｎ ｚｔｏ ｎ ｌｗ ｉｎａ ｏ ｓ ｄ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｓａ ｍｏｅ ａ ｃ ｒ ｔ ｙ ｈ ｏ ｉａｉｎ ｉ ｏ ｓｇ ｌ
OFDM系统定时同步方法
ＣＰ ＣＰ
训练 符 号 １
训 练符 号 ２
者 收 发 两端 本 地 振 荡 器 间 的 微 小频 率 偏 移 ，都 会 破 坏 各 子 载波 之 间 的正 交性 ，从 而 引起 信 道 间 干
扰 （ Ｉ，导 致 解 调 错 误 ，这 使 得 Ｏ Ｄ Ｉ ） Ｃ Ｆ Ｍ系 统 对 同 步 提 出很 高 的要求 Ｉ ｌ ｌ 。 图 １ Ｆ Ｍ系统 的组 成框 图 。 是Ｏ Ｄ
男 Ｃ 霹
／ｔ ｔ
。
ｄ ： ０．９６ ／．ｓ ５ ３ ４ ９ ０ ２ ５ ０ ｏｉ１ ３ ９ ［ｓｎ １６ － ７ ５２ １ 。 ６ ｉ ０ ０
，
ＯＤ Ｆ Ｍ系统定 时同步 方法
左 瑜 ，杨 刚 。陈 建 安
（ 西安 电子科技 大学 电子 工程 学 院 ，陕西 西安 ７ ０７） １０ １
４ 结束 语
（） １ 由此 可 见
，
㈣ ＝
其 中
改 进 后 的 方 法 比 原 方 法 在 精 度 上
有 明显 的提 升 ． 同时 相关 运 算 的长 度 有 了一 定 的
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Ｋｅ ｒ ｓ： ＯＦ ｙ ｗｏ ｄ ＤＭ ；Ｓ ｎｃ ｒ ｎ ｚｎ ｌ ｏ ｉ ｍ ｓ ｙ ｈ ｏ ｉｉ ｇ ａｇ ｒｔ ｈ ；Ｔｉ ｎ ｓｉ ａｉｎ ｍｉ ｇ ｅ ｔ ｔｏ ｍ
ＯＦ ＤＭ （ ￣ ｏ ｏ ａ ｅ ｕ ｎ ｙ ｄｖｓ ｎ ｍｕｔ ｌ— ｏ ｈ ｇ ｎ ｌ￣ ｑ ｅ ｃ ｉｉｉ ｌ ｐｅ ｏ ｉ
频偏 。仅在偶 数频 率 的子 载波 上 发送 Ｐ Ｎ序 列 ，奇 数频率 发送 全零 Ｐ Ｎ序 列 ，经 过 Ｉ订 后 ，在 时 域 Ｆ
率偏 移会破 坏 子载波 之 间的正交性 ，引起载 波 问干 扰 （Ｃ ） ＩＩ ，均 使 系 统 性 能 急 剧 下 降 。要 想 实 现 Ｏ Ｄ 系统 的 良好 性 能 ，需 要 精 确 时 间 与频 率 同 ＦＭ
Ｔ ｏ ｇ ｈｓａｇ ｒ ｈ ｉ ｅｙｅｆｃｉｅｆｒｓｍｂ ｌｓｎ ｈ ｏ ｉ ｔ ｎ ｅｔ ｔ ｎ，ｉ ｙ ｃ ｒｎｚ ｇ ｐ ｒ ｒ ｈ ｕ ｈ ｔｉ ｌｏｉ ｍ ｓｖ ｒ ｆ ｔ ｏ ｙ ｏ ｙ ｃ ｒｎｚ ｉ ｓｉ ｉ ｔ ｅ ｖ ａｏ ｍａ ｏ ｔ ｓｎ ｈ ｏ ｉ ｎ ｅｆ ｍ－ ｓ ｉ ｏ
ｔａ ｎ ｎ ｅ ｕｅ ｃ ｎ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｃ ｒｅａｉ ｎ ｓ ｑ ｅ ｃ ｒ ｉ ｉ ｇ ｓ ｑ ｎ ｅ ａ ｄ ｉ ｒ ｖｎ ｏ ｌ ｔ ｅ ｕ ｎ ｅ，ａ ｎ ｗ ｎ ａ ｃ ｄ ａｇ ｒｔ ｍ ｓ ｐ ｏ ｓ ｄ Ｔ ｏ ｇ ｏ ｅ ｅ ｈ ｎ ｅ ｌｏ ｉｈ ｉ ｒ ｐｏ ｅ ． ｈｒｕ ｈ
摘 要 ：由于 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ本 身对 定 时误 差 比较 敏 感 ，因此 定 时估 计是 准确 实现整 个 系统 同步 的 关键
技 术之一 。Ｓｈ ｍ ｄ＆ ． ｏ 提 出的算 法是 利 用前 导 训 练序 列做 自相 关来 定 时 同步 ，虽然 这种 算 ｃｅ ｉｌ Ｄ Ｃ ｘ 法对符 号 同步 估计很 有效 ，但 在 多径 衰落和信 道噪 声 的影响 下 同步性 能 不 高。对此提 出新 的改善 算 法 ，设计 新 的训 练序 列作 为前 导字及 改进 自相 关序 列 ，通过 Ｍａ ａ 拟仿 真和分析 可以看 出， ｔ ｂ模 Ｌ
Ｃ １表示训 练序 列 １的循 环前 缀 ，Ｃ ２表 示数 Ｐ Ｐ 据符 号 的循 环前 缀 ，其 中训 练序列 １ 用来 做符 号定
时 同步和 小数频 偏估计 ，训 练序列 ２用来 估计 整数
外 围绕 Ｏ Ｄ 系 统 的 实 现 和 标 准协 议 的 制 定 展 开 ＦＭ 全 面 的研究 。但 Ｏ Ｄ 技 术 对 时 间 和频 率 的 偏 移 ＦＭ 比较敏感 ，时间偏移 会导致 符 号 间干扰 （Ｓ ） ＩＩ ，频
ｍａ Ｌ ｂ ａ ａｏ ｉ ｕａ ｉｎ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ，ｉ ｉ ｅ ｏ ｓｒ ｔｄ ｔ ａ ｈ ｌ ｏｉｈ ｉ ｅ ｙ ｅｆｃ ｉｅ ｉ ｎ ｎ ｉ ｔ ａ ｎ ｌｇ ｓｍ ｌｔｏ ｎ ｎ ｌｓｓ ｔ ｓｄ ｍ ｎ ｔａ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ａｇ ｒｔ ｍ ｓｖ ｒ ｆｅ ｔｖ ｎ ｅ ｈａ ｃｎｇ
ｆｒｐ ｅ ｉｅｙ ｒ ａｉｅ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｎ ｏ ｈ ＤＭ ｙ ｔｍ．Ｔｈ ｙ ｏ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚｎ ｌｏ ｉｈ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｒ ｃｓ ｌ ｅ ｌｚ ｄ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａｉ ｆｔｅ ＯＦ ｏ ｓ ｓｅ ｅ ｓ ｍｂ ｌｓ ｎ ｈ ｏ ｉｉｇ ａｇ ｒｔ ｍ ｒ ｐ ｓ ｄ
２ １ 年 ４月 ０１
铁 道 通 信 信 号
ＲＡ Ｌ ＡＹ Ｓ ＧＮＡＵ＿ＮＧ ＆ Ｃ ＩＷ Ｉ ｕ Ｉ ０ＭＭＵＮＩ ＡＴ ０ Ｃ １ Ｎ
Ａｐ ｉ ０１ ｒｌ ２ １
第４ ７卷
第 ４期
Ｖｏ ． Ｎｏ ４ １４７ ．
ＯＦ Ｍ 符 号 定 时 同步 算 法 的研 究 Ｄ
王 晓斌 孙 强
ｂ ｃ ｅ ｄ ＆ Ｄ． Ｃｏ ｔｌｚ ｓ ｒ ｆ ｅ ｒ ｉ ｉ Ｓ ｓ ｑ ｅ ｃ ｓ ｈ ａ ｔｃ ｒｅａｉ ｎ ｏ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉｅ ｔｍｉ ｇ ｙ Ｓ ｈ ｍｉ ｌ ｘ ｕ ｉｉｅ ｐ ｅ ｘ ｄ ｔａ ｎ ｎ ｅ ｕ ｎ ｅ ａ ｔ ｅ ｕｏ ｏ ｌ ｔ ｔ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｉ ｎ ． ｉ ｏ
改善 的算 法使 同步性 能得 到 明显提 高。
关键词 ：Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ；同步 算 法 ；定 时估 计
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｄｕ ｏ ｔ ｅｓ ｎ ｉ ｖｔ ｆＯＦＤＭ ｏ ｔｍｉ ｇｅ ｒ ｒ ，ｔ ｉｇ ｅ ｔ ｔｏ ｓｏ ｅ ｏ ｈ ｅ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｓｒ ｃ ： ｅ ｔ ｈ ｅ ｓｔ ｉｙ ｏ ｉ ｔ ｉ ｎ ｒｏ ｓ ｉ ｎ ｓｉ ｍ ｍａ ｉｎ ｉ ｎ ｆｔ ｅ ｋ ｙ ｔｃ ｎ ｑ ｅ
ａ ｃ ｓｌ ｓ ａ ｉｆｅ ｎ ｅ ｈ ｎ ｕｅ ｃ ｆｃ ａ ｎ ｌｎ ｉｅ ａ ｄ ｍｕｌ ｎ ｅ ｉ ｅ ｓｓ ｔｓ ｄ ｕ ｄ ｒｔ ｅ ｉ ｆ ｎ ｅｏ ｈ ｎ ｅ ｏ ｓ ｎ ｉ ｌ ｔ ｉｗ ｒ ｕ ｈ ｄ ｓｇ ｉ ｇｎｅ
时 和频偏 联合估 计 ，其 数据 格式 如 图 １所示 。
Ｃ １ Ｊ 训练序列Ｉ Ｉ 训练序列２ Ｃ２ Ｉ ＦＭ Ｐ Ｉ Ｐ Ｄ￣据符号 Ｏ
ｘｎ ）正交 频分 复用技 术 ，是一 种 特殊 的多载 波 传 ｉｇ
输 技术 ，发送 端将数 据调 制到 多个相互 正交 的子 载
波上 同 时发 送 。其 优 点 频 谱 利 用 率 高 、传 输 速 率 大 、抗 多径衰 落 能力 强 。在 宽 带无 线 通 信 系统 中 ，
Ｗｉｉ Ｆ 、Ｗｉ ｘ及 ４ Ｍａ Ｇ得到 了广泛 的应用 ，因此 国 内
图 １ Ｓｈ ｄ＆ ｏ 法 的 数 据 时域 结构 ｃｍｉ Ｃ ｘ算 ｌ