一种基于连续导频的OFDM载波同步算法

OFDM系统能否充分发挥其优势在很大程度上要取决于同步性能的好坏.在对现行的几种主要的载波同步算法进行分析的基础上,提出了一种基于连续导频的OFDM载波同步算法.并进行了大量的计算机仿真,来验证算法的性能.仿真结果表明,算法能够在衰落信道下准确地估计整数倍和小数倍的载波频率偏差,而且不需迭代就可以达到很高的估计精度,若要进一步提高估计精度,还可以进行迭代运算.可以认为该算法是一种高效的载波同步算法.     

基于导频和循环前缀联合的OFDM系统频率同步算法

正交频分复用（OFDM）是一种高效的数据传输技术,具有良好的抗衰落能力,可实现并行传输.但是OFDM对同步误差十分敏感,特别是频率同步误差.传统的基于导频和循环前缀的算法虽对频偏估计很有效,但计算复杂度较高.该文在联合算法的基础上提出了一种改进的频率同步算法.该算法通过简化最大似然函数降低了频偏估计的计算复杂度并提高了估计性能.通过仿真表明,在信噪比较高时,改进的算法频偏估计性能更优于联合算法.     

低信噪比下时频联合的载波同步算法

针对短突发通信在低信噪比下编码辅助同步算法存在估计精度低和同步范围小的问题,提出了一种时频联合的载波同步(JTDFDCY)算法。首先采用频域估计算法、时域估计算法和最大似然(ML)算法对导频信号进行处理,得到频率粗估计值和相位粗估计值;然后用频率粗估计值和相位粗估计值对接收信号进行补偿,并对补偿后的信号进行解调解码、重新编码、基带调制,得到软判决符号;最后采用时域相关和算法和ML算法对软判决符号进行处理,得到频率细估计值和相位细估计值,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明:JTDFDCY算法在低信噪比下的粗估计能够兼顾频率估计范围和估计均方根误差的要求;当归一化频偏在(-0.5,0.5)范围时,仅利用6.1%的导频开销即可将系统的性能损失控制在0.1dB以内。     

FH-OFDM系统自相关频偏估计的敏感性研究

研究了FH-OFDM系统中频率偏移估计的问题,与传统的OFDM系统不同,在FH-OFDM系统中,必须确认在完成频偏估计之前的频率变换需要达到的精度.通过计算接收信号与接收机中的跳频频率合成器产生的频率之间的跳频时间偏移(FHO)和跳频相位偏移(PHO)得到跳频频率的精确性.在多径衰落信道中特定FHO和PHO值的情况下,对系统中自相关算法性能进行了仿真,结果与理想跳频情况下的性能对比表明,基于自相关原则的频偏估计算法对抗不超过跳频时间的一半的频偏非常有效.     

恶劣信道下的OFDM公共相位误差消除方法

为了精确消除相位误差影响,获得良好系统性能,提出了一种新的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)公共相位误差消除方法,该方法给出了在频率同步和信道均衡两级联合完成公共相位误差校正的结构,利用全导频,提出新的公共相位误差估计算法.理论分析和计算机仿真表明,两级联合校正结构非常适合OFDM系统中的公共相位误差校正,全导频公共相位误差估计算法可以获得优于传统方法的估计性能,特别在恶劣信道条件下,提出的全导频估计算法非常适用.     

一种衰落信道下的OFDM载频同步跟踪算法

提出了一种适合无线衰落信道的正交频分复用(OFDM)系统载频同步跟踪的算法．算法的关键是在发送符号中插入相同的导频序列,利用相邻导频序列的差分相关值的相位来估计载波频率偏差．理论分析和仿真表明,该算法估计范围较小,但估计精度高,适用于载频同步跟踪阶段,可工作于低信噪比条件下。而且在衰落信道下也具有较好的性能．     

利用训练序列的OFDM时频同步算法

针对正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)系统中频偏和定时误差对系统性能影响很大,基于对称结构的特殊导频序列和已有的频率同步方法,此文提出了一种改进的时频联合同步算法。该算法利用一个OFDM导频符号可同时实现符号同步和频率同步,因此能提高无线传输的数据传输效率。仿真分析表明,由于时频联合同步算法采用了具有很好相关特性的对称结构的特殊导频序列来实现精确的定时同步,相对S&C算法提高了频偏估计精度。     

一种基于IEEE 802.16d的OFDM载波跟踪算法

利用OFDM符号中插入的导频信号,提出了一种基于IEEE802.16d标准的载波频率偏移跟踪的优化算法,该优化算法基于最小均方误差准则(MM SE).估计过程中,同时考虑载波频率偏移产生的2方面影响:在某个OFDM符号内,与子载波位置无关的固定相位旋转和幅度衰减;载波正交性破坏引入的载波间干扰(ICI).对于载波间干扰能量的估计则充分利用了空子载波提供的信息.仿真结果表明,基于MM SE准则的频偏跟踪算法由于减小了ICI的影响,所以比忽略ICI只考虑固定相位旋转量的跟踪算法能够更有效地减小系统的误码率和均方误差.     

采用导频子载波的OFDM系统频偏跟踪算法

为了进一步提高多径快衰落环境下,正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM)系统的载波频偏估计精度,研究了利用在OFDM符号中插入的导频子载波进行小数倍频偏跟踪的算法在多径快衰落信道下的频偏跟踪性能.通过与常规的基于循环前缀的跟踪算法进行比较,采用导频子载波的频偏跟踪算法,不仅在高斯白噪声信道下能达到很好的频偏跟踪性能,而且在多径快衰落信道下也能实现更准确的频偏估计,因此采用导频子载波的算法更适合用于多径快衰落信道下的频偏跟踪.     

基带跳频多频带OFDM超宽带系统频率同步算法

针对标准多频带正交频分复用超宽带系统,提出基于基带跳频的多频带实现方案,避免使用复杂的频率合成器,简化了硬件复杂度.研究分析基带跳频机制下频率偏差对系统的影响,进而提出基于前导训练序列的载波频率同步算法及基于频域相位均衡结合时域预修正的采样频率同步算法.仿真表明,基带跳频机制下所提出的频率同步算法性能良好,且具有较低的复杂度.     

瞬时频率计算方法的比较研究和改进

希尔伯特-黄变换是目前最广泛使用的提取信号瞬时频率时频分析方法,但在求取瞬时频率过程存在端点效应问题.针对这个问题,本文从解析信号的瞬时频率定义着手,介绍了Bedrosian等式和Nuttall定理的限制条件,分析了希尔伯特变换端点效应的产生原因,研究了基于经验调幅调频分解求取瞬时频率的方法及原理.在此基础上比较了希尔伯特变换、Teager能量算子和直接正交法在求取瞬时频率的优缺点.通过实例验证可以得出以下结论:(1)希尔伯特变换解调信号端点效应明显;(2)Teager能量算子法易受信号形式和噪声影响,误差较大;(3)直接正交法易受信号极值点影响,在极值点处会产生瞬时频率突变.针对直接正交法存在的问题,提出了一种改进算法,仿真结果表明:改进算法的效果较为理想,误差较小,能够解决直接正交法求取瞬时频率在极值点处发生突变的问题.     

基于自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法

为了提高淹没在高斯白噪声中的实正弦信号的频率估计精度,提出了一种综合的结合自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法。该算法首先通过多次自相关运算对输入信号进行预处理,可检测出淹没在噪声中的微弱正弦信号,来提高信噪比;然后对信号进行FFT(fast fourier transform)运算可得信号的功率谱,通过搜索最大值谱线的位置可粗估计出信号频率;最后运用离散频谱能量重心法,可精确估计出正弦信号的频率。仿真结果表明本算法在整个频段上频率估计性能比较稳定、频率估计的均方根误差更小,性能优于Rife算法、Quinn算法和能量重心法,并易于硬件实现,具有工程实用价值。     

基于移频技术的短时傅里叶变换阶比分析

提出了一种基于移频技术的短时傅里叶变换阶比分析算法.该算法利用傅里叶变换在频域的卷积性质,对原始信号在时域乘以e-j2πfit使fi的频谱能量搬迁到零频处,按一定的频率间隔改变fi就可以在零频处得到其他频率的频谱能量,以此来提高短时傅里叶变换在时频分析中的频率分辨率.然后在时频面上进行局部阈值降噪,同时跟踪转速的变化,最终应用到变速机械的阶比分析中.与短时傅里叶变换分析结果对比表明,本文方法可以更加准确地跟踪到实际的转速.实际降速过程中轴承信号利用本文方法进行阶比分析,成功提取到轴承的故障特征频率.     

基于小波分析的变频调速电动机运行噪声-负载特性

分析了交-交变频器输出电压、电流和时间谐波磁势的谐波族特征,指出了该特征对电动机运行噪声的影响。提出了一种改进M allat算法,并运用该算法对运行噪声进行了小波分析。该算法的计算量和占用的存储空间较标准M allat算法均减少了49.6%。同时,运用基于小波分析的频带能量法提取运行噪声的特征。经实验验证:电动机负载增加,运行噪声的86~172H z频带能量呈现一致性增加,该频带能量可以作为反映负载变化的主要特征。     

一种用于频率跟踪和相角估计的实用算法

电网电压的频率、幅值和谐波含量均随时间发生变化,它们严重影响着电网相量的测量精度．为此,在分析傅氏法计算误差与频偏、起始点相位关系的基础上,提出了一种基于准同步采样和傅氏分析的频率跟踪、相角估计的实用算法．它用离散傅氏法和线性插值法估计任意时刻的相量,用迭代算法寻找相角差为零的相邻周期的两个估计相量进行频率计算,继而对采样数据进行同步化处理以获取信号的真实相量．仿真结果表明,这种方法可使相角误差小于0．2°,并能够满足电网相量实时测量的快速性要求．     

时频交叠LFMCW信号的PAHT检测与频移分离

为有效解决时频交叠周期LFMCW信号分离的难题,首先提出一种基于周期AHT(PAHT)的检测算法,通过对匹配函数进行改进,有效积累截获到的交叠多周期能量实现高概率检测,然后将PAHT积累得到的强信号解线调,根据此时的频率分布特性近似量化频率,估计频率量化点与信号频率的偏离差值,再通过频移改善窄带频域滤波分离信号的效果;最后利用IFFT恢复信号,依次循环完成交叠强弱信号的分离。仿真结果对算法的检测效果和复杂度进行了分析,并在验证分离效果的同时采取了两种方法对信号的滤波质量进行了评价,验证了其在低信噪比下的可行性。     

一种适用于复杂工况的接地故障指示仪新型检测算法

接地故障指示仪为配电系统的可靠运行做出了贡献,但是其现有检测算法准确率低,无法满足复杂工况的需求。本文分析了高频能量法和直流能量法,二者在不同故障初相角下表现出的特性不同。由于实际应用中互感器的误差、通信信道的噪声和线路参数的差异会导致线路间能量的区分度降低。针对该问题,本文基于仿真的结论利用线路参数对高频能量法进行改进,提出一种利用直流能量和改进后高频能量的综合检测方法,并给出了接地故障指示仪系统利用此种方法进行故障定位的工作流程图。最后,利用所提方法进行故障定位并通过蒙特卡洛模拟验证该方法的准确率为91.8%。     

交织正交频分多址上行频偏和定时同步联合盲估计算法

提出了一种基于功率谱叠加的交织正交频分多址系统上行链路载波频偏和定时同步联合估计算法.该算法利用同一用户在各个子载波上具有相同载波频偏的特点,采用一个未受之前符号污染的循环前缀样值,通过抽取自相关矩阵,将属于同一用户的子载波在功率谱上进行叠加,得到更尖锐的谱峰,从而实现对载波频偏的精确估计.对不同时刻估计到的谱峰量级进行比较,可同时实现定时同步.仿真结果表明,算法在估计精度上明显优于循环平稳算法,当一帧中的符号数较大时,算法的估计精度略优于子空间法,且计算复杂度更低.     

线性调频连续波雷达速度模糊消除新方法

为解决线性调频连续波雷达动目标的速度模糊问题,提出了多普勒频率串(DFS)算法.该算法可直接从模糊速度估计中恢复目标的真实速度,并结合基于目标均方误差的配对算法,实现了多个运动目标.仿真结果表明,DFS算法较中国余数理论对速度估计的性能有了明显的提高,表明了DFS算法的有效性.     

一种相关编码正交频分复用系统的载波频偏估计算法

基于相关编码正交频分复用(OFDM)系统，提出了一种新的数据辅助载波频偏估计技术，利用相关编码OFDM系统的频域幅度特性估计载波频率偏移，增大了频偏估计的跟踪范围，同时采用改进的迭代估计剩余频偏方法，消除载波间干扰对频偏估计的影响，提高了估计精度．仿真结果表明，与传统的基于数据辅助频偏估计技术相比，该技术的跟踪估计范围增大为(-1，1)，且在较高信噪比的估计均方误差明显降低。