刘 刚 解 勇

     来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了cofdm传输系统中符号定时同步的几种算法。通过仿真，发现用一般的ml算法估计得到的各符号起始位置间隔波动比较大。为此，提出了一种新的估计算法，即利用门限估计的方法。结果表明，这种算法估计出来的各种符号起始位置间隔波动较小，比较稳定。

     关键词：符号定时同步

     ml算法 门限估计

     mfdm（正交频分复用 orthogonal

     frequency division multiplexing）技术在对抗多径衰落和脉冲寄生干扰等方面是一个有效的传输方法。通过在两个符号块之间插入保护间隔，ofdm系统可以很好地避免符号间串扰isi（intersymbol

     interference）。同步技术是cofdm传输系统中的一个关键问题，同步部分主要包括符号定时同步、频率同步和采样钟同步。本文主要讨论符号定时间步，步率同步及采样钟同步在这里不加讨论，有兴趣的读者可参考相关文献。

     1 一般的符号定时同步方法

     在时间分散的信道里，由于多径效应引起的符号间干扰会使得ofdm信号的正交性有所损失。为了在多径信道中维持ofdm信号的正交性，在每个ofdm块前面都要插入一个保护间隔。保护间隔的长度应该大于信道脉冲响应，以避免isi。如图1所示，首先复制输入采样数据的最后l个采样点，然后把它们放在数据最前面形成一个ofdm符号。结果，实际的发送信号不再是白高斯过程了。

     文献[1]提出了一种基于带有保护间隔的ofdm信号自相关性的符号同步算法，即ml算法，其框图如图2所示。为了降低复杂度，只使用同相和正交分量的符号位。图中的ofdm信号可以连续被处理。

     研究在加性白高斯噪声（awgn）信道条件下，符号同步偏差对fft输出符号的影响。如果估计到的符号起始位置位于保护间隔内，每个符号内的fft输出子载波信号会以不同的相角翻转，这个相角和同步偏差成比例。如果估计的符号起始位置位于数据间隔内，那么当前采样的ofdm符号就会包括一些其它ofdm符号采样点。这样，fft输出的每个符号子载波都会由于符号间干扰而引起相位翻转或分散。符号同步偏差引起的相位翻转可以通过适当地在相位上翻转接收的信号而加以校正，但是由isi引起的信号星座图的分散产生了误比特率（ber）。另外，还必须考虑信道的影响。由于多径效应，ofdm符号在时间轴上被分散，用来估计符号同步位置的保护间隔由于受到前一符号的干扰，从而影响了同步的估计。

     这一问题可以用以下的方法来解决。在图2中移动求和的位置re{c(k).c*(k-n)}不是用整个保护间隔长度，而是用截短的求和长度算法。设l是保护间隔内的采样点数，这两种算法在时刻θ的似然函数如下：

     移动平均（ma）：

     截短的移动平均（sma）：

     通过截短相磁运算长度，只取保护间隔后面部分，可以避开多径干扰。如图3所示，定时偏移估计是由保护间隔和信道脉冲响应的长度差决定的。只要定时偏移在图中阴影区域，就可以避免isi和ici干扰。

     可以用计算机仿真来估计这两种平均方法。所用信道为瑞利衰落信道，噪声为复白高斯噪声，信噪比snr置为15db。一个ofdm符号由2048个子载波加l=128个保护间隔采样点组成。这两种方法估计到的符号同步头位置概率如图4所示。sma方法