基于全相位FFT的OFDM系统理论与关键技术研究

OFDM被认为是第四代无线通信标准的候选技术之一。本课题将一种全新的数字信号处理技术- - 全相位FFT技术应用于OFDM系统。充分利用了全相位FFT独特的数据处理能力以及频谱泄漏低、相位估计精确等方面的优点，拟解决OFDM系统中由于加入循环前缀和训练符号而导致的系统频谱利用率降低，以及对系统参数估计误差敏感的问题。本课题的研究成果能得到一套全新的、高传输效率的全相位OFDM系统方案,包括全相位OFDM系统理论、全相位OFDM信号帧格式、全相位OFDM最佳接收机方案、精确载波频率估计与跟踪算法、精确符号定时偏差估计与跟踪算法、自适应信道估计算法等一系列算法。这些研究成果能形成具有自主知识产权的核心技术，并能为我国在新一代宽带无线移动通信标准竞争中提供理论和技术支撑。

正交频分复用（OFDM）是近年来备受关注的宽带无线传输技术，是第四代移动通信标准的关键技术之一。项目将全相位FFT技术引入到OFDM系统中，提出了一种全新的OFDM系统方案-全相位OFDM（APOFDM）系统。并且针对APOFDM系统所面临的子载波间干扰（ICI）消除、载波频率同步、信道估计和峰均比（PAPR）降低等问题。展开了广泛研究，.项目的主要成果有：1).提出了基于全相位FFT处理技术的OFDM系统结构及信号帧格式；.2).分析并验证了全相位OFDM系统抗ICI干扰的性能：推导了ICI引起全相位OFDM系统SNR下降的性能界，分析了ICI对系统SIR和BER的性能影响，结果表明全相位FFT能够大大降低OFDM系统的ICI，引入全相位FFT处理技术的OFDM系统的BER性能有显著地提高；.3).利用全相位OFDM的特殊的时域信号结构，即全相位数据在时域自我复制的特点，在接收端进行数据帧的自相关运算，得到最相关的峰值作为一帧的起始位置和FFT窗的位置。该算法具有较强的抗频率偏移的能力，大大提高了系统的稳定性，较好地解决了CFO对OFDM系统帧同步的影响；.4).利用所提出的全相位OFDM系统的帧结构特点，提出了基于全相位FFT处理技术的频偏估算法，该算法能得到较精确的接收及载波频率偏差估计；.5).提出基于全相位OFDM系统的最大似然联合帧同步和位定时同步算法，具有结构简单，算法复杂度低和同步精确高的特点。.本项目的研究成果为基于全相位处理理论的OFDM系统的深入研究能提供一定的理论依据，并对相关的通信系统的设计有一定的指导意义。