数事共率与表用
算法分析
OFDM频率同步估计时域计算法的研究与改进
解莹
(山西职业技术学院计算机工程系山西太原030006)
摘要:OFDM技术作为构成多载波数据调制技术体系的一个重要成显,是一种遗合在高违数据传输领或中应用的成热技水，日前已被广泛应用到了各类高速双向通信系统中。在各个领城中得到广泛使用的同时,OFDM技术本身电存在着一要间题。
关键调:OFDM技术Matleb仿真频率同步算法IEEE802.16e
中图分类号：TN949.28 1OFDM技术
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2013)02-0105-02
>r(m,n)r(西+1,n)
oFDM(Orthogonal Frequency DiviSion Multiplexing: 正交频分复用)技术，属于多载波调制技术体系中的一种。从频域上来看，OFDM技术是将信道拆分为N个子信道，各子信道上都有一个调制子载波，最后并行传输这些正交子载波上的信号。虽然信道在总体上来看是具有频率选择性的，但对于各子信道而言则相对平坦，由此则可以有效的克服信道的频率选择性衰落问题。面从时域上来看，并行方式传输多个信号的方案提高了码元的持续时间，由此可以减少瑞利衰落环境带来的信号闻干扰(ISI)的影响。OFDM的信号数学模型可以表示为：
sdre(r-1-
)exp(/2(1,)) t, ≤T ≤t,+T
(11)
2
公式中，N为子载波的数量，T为信号的时间宽度，d.(i=1.2
N)为分流到各个子载波上的信号，recf(t)为矩形函数。 2OFDM的频率同步算法
对于频率同步估计时域法方案，我们所设计的训练序列至少要具备两个连续重复的信号，而在IEEE802.16e系统中，无论其前导部分是长，短训练序列都可以满足这一要求，设s(m,n)(n=1,2...-N) 表示OFDM发送端在发生变化之后第m个信号在第行个子载波上的采样值.nmnXn=I.2.·N)表示OFDM接收端在变化之前第m 个信号在第n个子载波上的采样值，N表示两个相同采样点在两个连续信号上的延时，T表示采样时间，表示发送载波频率，f表示接收载波频率，那么在忽略瞬时噪声情况下，接收信号(m，五为：
-(m, n)= 8(m, n)e/e(+),g2(e+r, =8(m,n)e/2e(+7, (21) 7=F一F表示发送载波与接收载波间所存在的频率偏移。在
发生两个连续的接收信号的前提下，频率同步估计六推导如下，设中间变量为z=(m)(m+1,n)
(22)
将公式(2-1)代人公式(2-2)得
(m,/(+)(s(m+D),ne/()
Er(m,n)r(m +1, n) = >
/2a,47,(
图1
Js(m,n)
5533915 n
图2
(23)
由公式(2-3)可得为：
angfef
(24)
2eVT
元即为题率同步估计公式，函数argler-.-)用于表示求复数的相角运算，
考虑到要尽量降低估计误差，我们取M个(M>2)连续的信号进行估计，此时频率同步估计公式修改为：
艺艺(m,n)r(m+1,n) angle(
(25)
=
2mVr,
3新的OFDM频率同步估计算法改进思路
在分析公式(2-5)后，我们发现IEEE802.16e系统中所选用的频率同步估计时域法，其基本原理是依据本地的长(短)训练信号同接收信号r(n)中的两个连续的长(短)训练信号之间所存在的频率偏移进行估计，至少需要2个完全相同的本地的长(短)训练信号才能完成估计。在分析公式(2一4)后，即可知即使选择不基于本地的长(短) 训练信号的频率同步估计频域法，在进行频率同步估计之前也必须对两个连续的接收信号nm，n/和r(m+，n)实施DFT操作，这将会导致在计算量大幅增的同时提高硬件实现方面的复杂度，
综合以上要求，我们提出了二个优秀的的频率同步估计算法所应具备的三个原则
(1)算法不依赖于本地的长(短)训练信号，以减少硬件复杂度。(2)算法的实现尽量不使用IDFT/DFT操作，以减少计算量。(3)算法应具备较大的频率偏移估计范围。
发送端信号为表示s(n),接收端信号表示为r(n),采样时间表示为Ts，信道中的频率偏移为人。，并且假设无考虑噪声影响的情况下，r(n)的公式可表示为：(n)=s(n)e/2g,
(31)
IEEE802，16e系统前导结构中的10个短训练信号是完全相同的，而在接收端它们的区别的是信号之闻间存在着相位旋转，而这种情况主要是由载波频率偏差而造成的，在不同的短训练信号中的相同采样点之间的关系为：
rs(m, n) = r(1,n)e/1s,(e-I)N, 同理，长训练信号为：
m=2.3··M. =1.2···N(32)
5(m,n)=r(1,n)e/e(e)N,),
m2,3.M, n=1,2N,
则题率同步估计公式可由短训练信号进行推导得出：
之,(m,n)r(m+1,n) 1 angle
2元N,T,
(33)(34)
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作者简介：姓名：解莹，出生年：1981,性别：女，赁：山西介体,单位：山西职业技术学院，职称：助讲，学历：学士，研究方向计算机方向
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