正交频分复用系统中频偏估计算法的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

ofdm系统是20世纪70年代研制出的一个多载波传输系统。后来随着各项技术的快速发展，由于对通信速率的高要求，ofdm技术受到重视，并且走向实用而得以迅速发展。2005年，3gpp选定了长期演进计划(long term evolution,lte)的基本传输技术，即下行ofdm，上行单载波频分多址(single-carrier frequency-division multiple access, sc-fdma )。4g是基于ofdm加mimo的技术组合，ofdm技术仍然是其中的关键核心技术之一。作为这几代通信系统中的核心技术，ofdm本身是具有很多技术优点的。

ofdm技术频谱利用率高、抗多径干扰能力强。ofdm系统也存在一个十分严峻的问题:对载波频率偏移非常敏感。较小的载波频率偏移就会破坏子载波的正交性，产生载波间干扰，导致系统性能急剧恶化。因此，研究载波频率偏移的估计与补偿对于ofdm系统是一个非常重要的课题，具有很大的实用价值。

目前普通场景下的载波频偏估计算法已经非常成熟。国内外已有许多学者致力于该方向的研究，提出了一些经典的算法并不断取得新的进展。r. boorstyn

2. 研究的基本内容与方案

正交频分复用（ofdm）技术的调制传输形式是多载波的，已成为通信中的关键技术之一，ofdm技术能够可以结合分集，时空编码，干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术，最大限度的提高了系统性能。

ofdm系统中的频率偏差主要分为两类:载波频偏(carrier frequency offset cfo)和多普勒频偏(doppler frequency offset dfo )。载波频偏产生的原因是由于发射机与接收机时钟不同源，其具体偏差大小与晶振频率有关;而多普勒频偏是由发射机与接收机之间的相对运动造成的。在无频偏的情况下，ofdm各子载波间相互正交，一旦出现频率偏移，则各子载波之间的正交性被破坏，产生了子载波间干扰。

有关频偏估计的算法主要包括两类：第一类是数据辅助估计，即基于导频符号。这类算法的优点是捕获快， 精度高，适合分组数据通信，具体的实现是在分组数据包的包头加上一个专门用来做定时，频偏估计的ofdm块。另一类是非数据辅助，即盲估计，它利用ofdm信号的结构，例如，由于加循环前缀使ofdm的前端与后端有一定的相关性、利用虚子载波来做估计以及利用数据经过成型滤波器之后的循环平稳特性等方法来估计。盲估计的最大优点是：避免由于插入导频符号而带来的资源的浪费。缺点是为了获得高精度需要几十个甚至上百ofdm块，捕获时间长。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需相关知识与方案要求。确定方案，完成开题报告。

第4－8周：深入研究正交频分复用系统中的频率偏移估计算法。

第9－12周：采用matlab对典型频偏估计算法进行仿真。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] d. rife, r. boorstyn. single tone parameter estimation from discrete-time observations[j].ieee transactions on information theory, 1974,20(5): 591-598.

[2]l. marco, r. ruggero. carrier frequency recovery in all-digital modems for burst-mode transmissions[j]. ieee transactions on communications, 1995, 43(2/3/4): 1169-1178.