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正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术具有高效的频谱利用率和抗多径性能，在数字通信领域得到了快速的发展，已成为第四代移动通信系统与广电网络的核心技术。在无线电频谱监测、通信对抗、非协作通信领域，OFDM信号的调制识别与参数估计问题引起了人们的广泛关注。本文首先对基于IFFT/FFT的OFDM信号进行分析，建立OFDM调制信号的数学模型，然后设计OFDM信号检测方案。其主要解决的问题包括：OFDM信号检测、相关调制参数估计、子载波调制方式识别。OFDM信号检测部分，基于OFDM信号的时域高斯特性，选择改进的四阶累积量矩阵和归一化四阶、六阶统计量构造检测特征量，比较了三种特征量在瑞利信道下识别性能，选择改进的四阶累积量的方法识别OFDM信号。参数估计部分，首先证明基于协议分析确立的OFDM信号模型是二阶循环平稳的，将循环谱用于OFDM信号的载频与码元时宽的估计；其次研究了两种基于时域平滑的循环谱估计算法，分析了FAM和SSCA两种高效算法的实现结构，对FAM算法的运算量改进，并比较了两种算法的可靠性与复杂度；通过循环谱估计到信号的码元时宽，将过采样的信号按一定倍数抽取，得到与原始符号匹配的码元速率，利用循环前缀与有用符号间存在相关性，估计OFDM符号的总长度和有效信号的长度，此种方法具有很强的实用性。子载波调制方式识别部分，首先将多径信道建模为慢衰落信道，由于OFDM系统的子信道相互独立，将每条子信道建模为平坦衰落信道，提出通过提取子载波信号的幅度和相位瞬时特征的子载波识别方案。DSP实现部分，通过查找表的方法提高了FFT运行速度，提出蝶形单元溢出处理方法，完成FAM结构中关键模块FFT的优化。在定点TMS320C6416芯片上，完成FAM定点优化实现，使得FAM执行效率提高一倍。并采用安捷伦公司的矢量信号发生器E4438C以及信号生成软件SystemVue，产生OFDM信号验证参数估计算法可行性。