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近几个世纪以来,特别是第三次科技革命至今,网络化、智能化用户终端前所未有的普及,让人们对无线网络越来越依赖,尤其是对高吞吐率高带宽的廉价无线局域网需求与日俱增。然而频率资源是一种宝贵的资源,十分有限,因此采用频带资源利用率较高的通信技术,在当今社会显的十分必要。正交频分复用多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA)是FDMA和OFDM技术的衍生技术,同一般的OFDM系统类似,它具有高速传输条件下的高频谱效率、非视距传输效果好、抗噪声和多径衰落能力强、灵活的进行调制和功率参数设置等优势,已被高清移动电视以及无线局域网802.11系列标准广泛采用,并已成为移动LTE系统和IEEE802.11ax下一代WLAN系统的关键技术之一。但OFDMA系统的高性能,是建立在子载波正交的基础上,然而对同步误差特别敏感是OFDMA技术的天然缺陷,尤其是对子载波间的频率偏移(Carrier Frequency Offsets, CFO)很敏感,因为即使很少量的CFO存在于系统中,也会使不同载波间的正交性遭到一定程度破坏,因此造成OFDMA系统的多个用户相互干扰以及用户内各子载波相互的干扰(Inter Carrier Interference, ICI),系统的性能严重恶化。为了提高系统性能,需要对OFDMA系统的收发端进行精准的频率同步,来降低多用户系统中存在的干扰、提高OFDMA系统的通信能力、增加系统可靠性,具有非常重要的现实意义。论文研究了采用间隔的梳状导频(pilot)进行频偏估计的同步算法,采用时频域间隔的pilot进行CFO估计,可以有效的避免采用训练符号进行CFO估计时,占用过多的时频资源。且估计性能好。然而采用导频进行系统CFO估计时的性能,受导频图案中导频子载波位置的影响比较大,尤其是当系统在频率选择性信道条件下运行时,相邻导频子载波的位置间隔大于系统最大多径时延的倒数时,系统性能严重下降。IEEE802.11ax下一代WLAN系统,采用多用户的OFDMA技术,应用资源单元(Resource Unit, RU)的块状子载波分配方案。以20MHz带宽为例,每个基本的资源单元块(RU)由26个连续的子载波(其中24个用户数据子载波,2个专用导频子载波)构成,任意两个相邻的资源单元(RU)间存在一个公共的pilot。本文从对RU中的pilot子载波位置研究出发,通过研究调整pilot子载波位置,来提升系统信道估计和CFO估计的性能。经过推导,提出了两种设计方案,即,等间隔的导频图案设计和近似等间隔导频簇的导频图案设计。文章最后通过研究一种MIMO-OFDM上行链路CFO估计算法,扩大了该算法的适用范围,很好的解决了OFDMA系统在较小残留频偏下的CFO估计性能,并通过多个Matlab仿真实验,来验证本文所设计的新型导频图案设计在该CFO改进算法中的高效性能。