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第4卷第6期信息与电子工程 Vo1．4，No．6，2006 2006年12月 INFORMATION AND ELECTRONIC ENGINEERING Dec．文章编号：1672-2892 (2006)06-0431-05李平，赵志辉，张振仁采样时钟偏差对OFDM系统性能的影响（第二炮兵工程学院，陕西西安710025）摘要：针对采样时钟同步偏差对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系统的影响，建立了数学模型，分别就采样定时偏差和采样频率偏差的影响进行详细分析；经过仿真，从星座图、误码率(Bit-Error-Rate，BER)及信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)损失等角度对采样频率偏差的影响做了揭示和验证。
结果表明，采样频率偏差会引起信号幅度衰减和子载波间干扰(Inter-Carrier Interference，ICI)，导致系统信噪比性能下降；这种影响与子载波位置有关，还会随着OFDM符号数的增多而加剧。
关键词：采样频率偏差；采样定时偏差；载波间干扰；OFDM中图分类号：TN911.72 文献标识码：AEffect of Sampling Clock Offsets on the Performance of OFDM SystemLI Ping，ZHAO Zhi-hui，ZHANG Zhen-ren(The Second Artillery Engineering Institute，Xi' an Shaanxi 710025，China) Abstract：This paper presents the effect of sampling clock offsets on the performance of OFDM system. Thesample timing error and sampling frequency offset are analyzed respectively in detail by the digital model. Inthe simulation, constellation, Bit-Error-Rate (BER) and Signal-to-Noise Ratio (SNR) performance degradationare analyzed taking into account the effect of sampling frequency offset. It is shown that sampling frequencyoffset can lead to amplitude attenuation and Inter-Carrier Interference (ICI) due to the loss of orthogonalitybetween the subcarriers. The SNR performance degrades with the increment of subcarriers indices and thenumber of OFDM symbols.Key words：sampling frequency offset；sample timing error；Inter-Carrier Interference (ICI)；OFDM1 引言同步处理技术在通信系统中占据非常重要的地位，是信息可靠传输的前提。
OFDM技术介绍－原理、特点、发展、应用现状与前景秦连铭(中国矿业大学（北京）信息工程研究所 100083 )摘要：OFDM技术是一种多载波调制技术，最初用于军事通信，由于采用DFT实现多载波调制，同时LSI 的发展解决了IFFT/FFT的实现问题以及其他关键技术的突破，OFDM开始向诸多领域的实际应用转化，现在成为一种很有发展前途的调制技术。
本文首先分析了OFDM的基本原理，并说明其技术优点和缺点，然后提及有关OFDM技术发展方面的一些信息。
现在，OFDM在许多领域取得成功应用，这里对有关无线局域网中的OFDM应用现状作了简要说明，对OFDM的应用前景也作了展望。
关键词：正交频分复用（OFDM）；原理；特点；发展；应用中图分类号：TN911.3文献标识码：A1．引言正交频分复用（OFDM）技术是一种多载波数字通信技术，它由多载波调制（MCM）技术发展而来，其显著特点是其利用的各子载波均为相互正交的，而一般的MCM技术可以是更多的子载波划分方法，这种技术在有线通信中通常称为离散多音调制（DMT）。
OFDM 调制技术的出现为实现高效的抗干扰调制技术和提高频带利用率开辟了一条的新路径，它的应用起源于20世纪50年代中期，首先应用于军事通信系统中，但因其设备结构复杂，限制了进一步发展。
20世纪70年代，人们提出了采用离散傅立叶变换(DFT)、快速傅立叶变换(FFT)实现多载波调制，使OFDM的实际应用成为可能。
20世纪80年代以来，大规模集成电路技术的发展解决了FFT的实现问题，随着DSP芯片技术的发展，格栅编码（TrellisCode）技术、软判决技术（SoftDecision）、信道自适应技术等的应用，OFDM技术开始从理论向实际应用转化。
20世纪90年代，OFDM开始被欧洲和澳大利亚应用于广播信道的宽带数据通信、数字音频广播（DAB）、高清晰度数字电视（HDTV）和无线局域网（WLAN）等。
此外，还由于其具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，也被看作第4代移动通信的核心技术之一。
OFDM应用中的关键技术摘要OFDM技术是第4代移动通信的核心技术。
本文在介绍了OFDM基本原理的基础上，结合应用中的问题着重讨论了它在应用中的关键技术。
关键词OFDM同步技术PARP导频信道估计1绪论随着通信技术的不断成熟和发展，如今的通信传输方式可以说多种多样，变化日新月异，从最初的有线通信到无线通信，再到现在的光纤通信。
然而，从通信技术的实质来看，上面所述基本上都是传输介质和信道的变化，突破性的进展并不多。
近年来，随着DSP芯片技术的发展，傅立叶变换/反变换、高速Modem采用的64/128/256QAM技术、栅格编码技术、软判决技术、信道自适应技术、插入保护时段、减少均衡计算量等成熟技术的逐步引入，OFDM作为一种可以有效对抗信号波形间干扰的高速传输技术，引起了广泛关注。
人们开始集中越来越多的精力开发OFDM技术在移动通信领域的应用，在无线宽带接人以及第4代移动通信中，OFDM技术都将成为继CDMA技术之后的又一核心技术。
OFDM把高速数据流通过串并转换，使每个子载波上的数据符号持续长度相对增加，减少了单个码元占用的带宽，抵抗多径引起的频率选择性衰落，从而可以减少由无线信道的时间弥散所带来的ISI。
OFDM系统各个子载波之间正交，允许子信道的频谱相互重叠，最大限度地利用了频谱资源。
但是OFDM也存在缺点，它对频偏和相位噪声比较敏感。
OFDM技术区分各个子信道的方法是利用各个子载波之间严格的正交性。
频偏和相位噪声会使各个子载波之间的正交特性恶化，仅仅1%的频偏就会使信噪比下降30dB。
因此，OFDM系统对频偏和相位噪声比较敏感。
其次它的功率峰值与均值比（PAPR）大，高峰均值比会增大对射频放大器的要求，导致射频信号放大器的功率效率降低。
2OFDM的基本原理OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。
无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多载波调制的一种。
其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。
正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ICI。
每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。
而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
OFDM-技术概述及发展史第四代移动通信系统被称之为“第四代移动通信技术”，其核心技术为OFDM。
正交频分复用OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)是一种无线环境下的高速传输技术。
主要是在频域内将所给信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，且各个子载波并行传输。
OFDM特别适合于存在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中传输高速数据。
能有效对抗多径效应，消除ISI，对抗频率选择性衰落，信道利用率高。
OFDM 可视为一种调变技术及一种多任务技术，为多载波(Multicar-rier)的传送方式。
OFDM由多载波调制(MCM)发展而来。
美国军方早在上世纪的50-60年代就创建了世界上第一个MCM系统，在1970年衍生出采用大规模子载波和频率重叠技术的OFDM系统。
但在以后相当长的一段时间，OFDM迈向实践的脚步放缓。
由于OFDM的各个子载波之间相互正交，采用FFT实现这种调制，但在实际应用中，实时傅立叶变换设备的复杂度、发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素制约了OFDM技术的实现。
经过大量研究，在20世纪80年代，MCM获得了突破性进展，大规模集成电路促进了FFT技术的实现，OFDM 逐步进入高速Modem和数字移动通信的领域。
关于OFDM系统中抗多普勒频移的研究作者：陈燕来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第11期摘要：在OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分多路复用）系统中，由于无线信道存在时变性，在传输过程中出现无线信号的频率偏移，最为明显的就是多普勒频移，或者由于发射机载波频率与接收机本地振荡器之间存在频率偏差，都会使OFDM 系统子载波之间的正交性遭到破坏，从而导致子载波间信号的相互干扰（Inter-Carrier Interference ICI），因而研究OFDM系统下的多普勒问题势在必行。
关键词：OFDM 多普勒频移频率偏差干扰1 OFDM系统的优缺点在未来的第四代移动通信系统中使用的是OFDM系统，它有如下优点：频率资源的利用率比较高；通过在信号中引入循环前缀的方法，使其具有较好的抗码间干扰（ISI）的能力；在消除了子载波间信号干扰的基础上，同时有效保证了多径环境中各子载波间的正交性；有利于采用数字信号处理技术实现低复杂度的信号收发信机；信号所占用的频谱几乎可以完全限制在所分配的频段内等等。
但是OFDM系统，由于存在多个正交子载波，其输出信号则是多个子载波信号的叠加，因此与传统的单载波系统相比，也存在了一些缺点，例如：信号在传播时易受频率偏差的影响；存在较高的信号峰均比等。
由于子载波的频谱会相互覆盖，这就对它们之间的正交性提出了严格的要求。
2 多普勒效应在无线通信中，由于移动用户的随机移动性，使得信源与信宿之间存在相对运动，新宿接收到的从信源发送过来的信息的频率与信源发射出来的信息频率出现了偏差，这种现象就称为多普勒效应。
两者的频率之差称为多普勒频移，其值与用户的移动速度成正比。
当移动台在物体A与物体B之间的路径上（假设物体AB之间的距离为l），以恒定速率v移动时，将会接收到来自远端信号源X发射出来的信号，此信号从源端X出发，在A点和B 点分别被移动台接收时所走的路径差为：Δl=lcosθ=vΔtcosθ从而得到由路程差所造成的相位差为：Δ？渍=■=■cosθ由此可计算出多普勒频移fd为：fd=■·■=■cosθ=f·■·cosθ可见，多普勒频移fd的取值与用户的移动速度v成正比，而与入射波的到达方向（q）之间的关系为：若移动台朝入射波的方向运动，则多普勒频移为正（即频率上升），反之，则多普勒频移为负（即频率下降）。
OFDM系统的频偏估计算法OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种用于无线通信系统的调制技术，利用多个低速矩形波形的正交子载波进行数据传输。
然而，由于无线信道的频偏和码间干扰等问题，需要对OFDM系统进行频偏估计，以保证数据传输的准确性和可靠性。
频偏是指接收信号中的频率失配，即传输信号与接收信号之间的频率差异。
频偏主要包括两个方面，即连续相位频偏和符号定时误差。
连续相位频偏指接收信号连续的相位偏移，而符号定时误差指接收信号在时域上的不精确对齐。
对于OFDM系统的频偏估计，有许多不同的算法可供选择。
下面介绍几种常见的频偏估计算法：1.周期自相关法：该方法是一种简单但有效的频偏估计算法。
它通过计算接收信号与原始信号的自相关函数来估计频偏。
该算法需要发送信号中有特殊的训练序列，并且要求该训练序列有较好的自相关性质。
2.最小二乘法：最小二乘法是一种常见的参数估计方法，在频偏估计中也有应用。
它通过最小化接收信号与理论信号的残差平方和，来估计频偏参数。
最小二乘法有多种变体，如最小二乘法频率估计法和最小二乘法相位估计法等。
3.峰值法：峰值法是一种简单直观的频偏估计方法。
它通过接收信号的功率谱密度函数的峰值位置，来估计频偏。
该算法需要对接收信号进行频谱分析，并找到功率谱密度函数的主要峰值位置。
4.盲估计法：盲估计法是一种不依赖于已知训练序列的频偏估计算法。
它通过利用接收信号的统计特性来估计频偏。
盲估计法包括基于统计独立性准则的方法和基于高阶统计特性的方法等。
频偏估计算法的性能主要受到信噪比、训练序列长度和信道条件等因素的影响。
通常，在设计OFDM系统时需要综合考虑算法的准确性、复杂度和实时性等因素。
总之，频偏估计是OFDM系统中的重要环节，对确保系统性能具有重要作用。
不同的频偏估计算法适用于不同的应用场景，设计者可以根据具体需求选择适合的算法。
