基于定时-相位联合估计的CPM并行同步算法

针对连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)信号非数据辅助算法同步精度差问题,提出了一种基于定时-相位联合估计的低复杂度并行同步算法.采用非数据辅助方法从离散域分解CPM信号,推导新的相位偏移误差估计公式,根据定时-相位联合似然函数,利用误差估计方法相似形式,设计了一种适用于CPM信号的并行同步方案.该方法在低信噪比条件时对似然函数进行近似,从而减少同步参数对同步性能影响,通过引入双同步精度源,迭代求取相偏估计最优解,提高非数据辅助算法同步增益.仿真结果表明,并行同步算法与直接联合算法相比,以较低系统复杂度代价获得同步性能提升,在低信噪比环境下,性能逼近修正克拉美罗限.     

基于导频辅助的预编码连续相位调制(CPM)信号精确同步算法

针对连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)信号同步问题,提出一种基于导频辅助的位定时与载波同步算法?导频信号由伪随机码构成,采用二进制预编码连续相位调制,在不破坏恒包络特性的基础上同时保留其伪随机特性?利用该导频信号可以实现位定时误差?载波频偏?相偏各参数并行独立估计?算法首先推导出同步头相关函数的闭合表达式;然后利用相关函数的单峰特性,通过搜索第1大和第2大采样值,实现对定时误差?相位误差的精确估计,并利用相位估计值通过差分计算实现对频偏的估计;最后通过计算机仿真,给出了该算法关于定时?相位?频偏估计的抗噪性能和估计范围 ? 结果表明,该算法在加性高斯白噪声信道中具有良好的性能,各同步参数在估计范围内和较低信噪比条件下能够接近修正的克拉美罗(modified Cramer-Rao bound,MCRB)?     

MPSK 信号判决预测载波相位估计

为解决在采用相干检测的数字通信中，参考载波的同步这一关键问题，给出了一种适用于多相移键控（ＭＰＳＫ）信号、能够校正较大频偏的载波相位估计算法。该算法能够捕捉的频偏可达符号速率的１／２（能跟踪的频偏范围远比这个范围要大）；在此范围之内，载波同步性能几乎与频偏无关。由于该算法要求发送数据的帧结构中包含用于初始同步训练序列，故而该算法更适合于突发工作方式。以正交移相键控（ＱＰＳＫ）信号为例，详细讨论了该算法的性能，并给出了计算机仿真的结果。     

一种迭代频偏估计算法

提出一种适于低信噪比条件下工作的数据辅助型(data-aided)频偏估计算法。计算接收信号自相关函数的辐角,基于最大似然策略合成频偏估计,并通过迭代消除估计模糊。仿真结果表明：迭代算法具有较大的频偏估计范围(估计范围达±40%符号速率),与M&M算法相比,迭代算法信噪比门限有接近3dB性能改善,其估计性能更接近FFT最大似然算法和克拉美-劳下界(CRLB),并且计算量有所降低;基于迭代算法的简化版本与迭代线性预测(ILP)算法相比信噪比门限更低,并且降低了计算复杂度。     

正交频分复用系统中采用离散导频的频偏估计方法

针对采用正交频分复用(OFDM)调制的欧洲数字电视地面广播系统，提出了采用离散导频的载波频偏估计方法。将接收信号中的离散导频与接收机本地生成的离散导频进行相关运算，由相关峰值的偏移量求得整数倍载波频偏，由相关峰值的相位求得每个符号的绝对相位偏转量，再由相邻两个符号的绝对相位偏转量之差求得单个符号时间间隔内的相位偏转，从而得到小数倍载波频偏。仿真结果表明，与传统的采用连续导频的载波频偏估计方法相比，在高斯白噪声信道和慢衰落信道下，采用离散导频的载波频偏估计方法的性能有明显的提高；在快衰落信道中性能则稍差，但仍然保持在系统性能允许的误差范围之内。将离散导频用于载波频偏估计可以提高系统的频谱利用率。     

低轨道卫星隐蔽通信快速捕获技术研究

针对低轨道卫星隐蔽通信系统特有的接收机低信噪比、超大多普勒频偏及快速捕获要求等特点,提出一种时间频率二维准全并行多符号累积捕获实现算法,并对算法中关键参数进行优化设计.载荷样机测试结果表明,该算法在符号速率为1ksample/s,多普勒频偏为±50kHz,接收机信噪比Es/N0最小为3dB条件下,捕获时间优于100ms,漏检概率小于0.003,虚警概率小于3×10-6.     

TD-LTE系统中PSS频域快速同步算法

符号定时同步作为TD-LTE(Time Division-Long Term Evolution)系统重要的部分,应该具有很好的抗频偏性和高效性。本文在已有的PSS(Primary Synchronous Signal)定时同步算法的基础上,结合主同步信号自身的良好互相关性,给出了一种具有更低时间复杂度和高抗频偏性能的PSS定时同步算法。基于快速卷积与重叠相加法的频域快速同步方法,结合预频偏处理,进行符号定时同步与粗频偏的联合估计。理论分析表明,该方案减小了PSS定时同步的计算量,从而降低了算法的时间复杂度。仿真结果显示,该方案在很好的提高了同步算法的抗频偏性能。本文算法具有高效性、鲁棒性和可行性,能够满足LTE系统对同步性能的要求。     

一种新的CPM信号载波同步算法

针对连续相位调制(CPM)信号载波同步中存在的估计精度低、信噪比适应能力弱以及计算复杂度高等问题,提出了一种基于数据辅助的CPM信号载波同步算法。首先分析建立了预编码CPM调制同步系统的数学模型,并据此推导了信号相位估计值的对数似然函数;然后利用后验概率均值实现对载波同步参数的精确估计,同时对算法的相偏估计精度和频偏估计范围进行了理论分析;最后利用蒙特卡罗仿真实验验证了所提算法的有效性。理论分析和仿真结果表明:新算法对CPM信号载波同步精度高,信噪比适应能力强,且能够适用于大频偏环境,同时在计算量上相比EM算法具有一定优势。     

一种Eureka-147数字声音广播系统频率捕获算法

提出了一种新的Eureka-147数字声音广播(DAB)系统的频率捕获算法.该算法采用了基于相邻子载波之间差分检测的频率估计,消除了符号定时误差引起的相移影响,根据频率估计测度的最高值与其左右邻近值关系将粗频率估计分辨率提高到0.5,频率捕获残留的载波频率偏移减少到-0.25～0.25,避免了通常的精频率偏差估计算法在±0.5左右时性能严重恶化的问题.     

一种基于双周期结构的OFDM频偏估计方法

设计了一种具有异周期毗邻结构的新型循环前缀,提出了相应的OFDM频偏估计算法。该异周期毗邻结 构循环前缀由CP1和CP2两部分构成,使OFDM符号具有双周期特征。通过引入较短的CP1,牺牲极少的资源, 可以有效克服现有频偏估计方法中的固定频偏估计范围的缺陷,同时具有频偏估计范围大,精度高的特点。     

PDM-CO-OFDM中采用相位传递的次符号光相位噪声抑制算法

在符号周期-光源线宽乘积较大的PDM-CO-OFDM系统中,光相位噪声引入的子载波间串扰(ICI)极大地劣化了系统的性能.采用高阶调制格式(如16QAM)的PDM-CO-OFDM系统对光相位噪声的敏感度随调制格式的升高而增加.针对上述受光相位噪声影响较大的系统,该文提出一种采用线性插值、相位传递和符号分割的光相位噪声抑制算法,即P-LI-SCPEC.推导了算法的数学模型,通过蒙特卡洛仿真研究了该算法的性能,并与已有的几种光相位噪声抑制算法进行了横向对比.仿真结果表明,该算法能有效地抑制光相位噪声,提高系统对光源线宽的容忍度,其性能优于此前提出的LI-SCPEC算法.该算法对于PDM-CO-OFDM技术在采用廉价光源的光接入网及采用高阶调制格式的主干网中的应用都具有重要的意义.     

车载 OFDM 通信系统中结合后训练序列的判决反馈信道估计方法

针对具有较大多普勒扩展和时延扩展的车载通信环境,利用后训练序列信道响应携带的信道变化信息,提出一种结合后训练序列的判决反馈信道估计方法.该方法采用最小二乘算法估计后训练序列的信道响应;对前一个正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)符号和后训练序列的信道响应估计值进行系数加权求和来估计当前OFDM符号的信道响应,并利用其4个导频子载波的信道频率响应关系自动获取加权系数;最后,对获得的信道响应估计值进行判决反馈和低通滤波以降低噪声影响.仿真结果表明,与目前取得较好性能的STA(spectral temporal averaging)方法、CDP(constructing data pilot)方法和结合平滑滤波的判决反馈信道估计方法相比,所提方法具有更优的误包率性能.     

基于瞬时相位差分的MFSK符号率估计方法

对数字通信信号的符号速率估计是电磁频谱监控、通信侦察分析等非合作接收领域的重要研究内容。提出了一种MFSK信号的符号速率估计新方法,通过对信号样本求取瞬时相位差分并联合非线性变换及小波分析的方法,实现了对符号速率的准确检测,并大大提高了估计方法在低信噪比条件下的适应性;在此基础上进一步提出了低信噪比条件下基于估计结果后处理的性能改进方法,能够再提高3 dB的估计性能。仿真验证了新算法和改进方法在低信噪比条件下的估计性能。     

正交频分复用系统中改进的FFT插值算法

提出了一种基于快速傅里叶变换的边缘扩展信道插值算法(EFFT),该算法对正交频分复用(OFDM)符号有效频带边缘的两端频点作镜像线性扩展,使增加的导频信息能改善有效频带边缘附近的信道估计性能.仿真结果表明,在低阶调制且信噪比(SNR)较低时,EFFT插值算法的性能与维纳滤波信道估计算法相当,且较传统快速傅里叶变换(FFT)插值算法的均方误差(MSE)提升1dB左右.在实现复杂度方面,EFFT算法与FFT算法相当,与维纳滤波算法相比运算量明显降低.EFFT算法不需要对现有技术标准进行改动,也不会降低系统的传输效率.     

一种有效的OFDM符号定时和频率同步方案

基于各种0FDM同步算法，针对Schmidl提出的同步算法存在符号定时难以准确确定的不足，提出了一种利用2个特殊训练序列的有效的同步方案，同时给出了一种整数倍频偏估计的改进算法。理论分析和仿真结果都表明，与传统方案相比，该方案频率同步性更好，符号定时更精确，是一种非常有效实用的方案。     

LTE上行链路高速铁路应用场景中的频偏估计方法

提出了一种长期演进(LTE)上行链路频偏最大似然(ML)估计算法,并通过定量分析该算法与基于2个训练序列相差的频偏估计算法(相差法)的估计性能,提出了一种联合频偏估计算法.仿真结果表明:与相差法相比,所出提的ML估计算法与联合估计算法的频偏估计范围均能够覆盖高速铁路应用场景中的最大频偏,且ML估计算法不受LTE上行链路跳频传输的影响;在信噪比10 dB且少于4个用户的情况下,2种算法均能够提供10-4或更小的归一化频偏估计均方误差;在单用户情况下,联合估计算法比ML估计算法的均方误差在信噪比上提高了近5 dB.     

估计OFDM整数频偏的新方法

针对正交频分复用(OFDM)系统中的整数频偏问题,提出一种新的估计方法.该方法将1个等分的OFDM训练符号下采样为大量长度为点的OFDM子符号,然后结合小数频偏估计值,设计新的快速傅里叶变换(FFT)算法解调一部分OFDM下采样符号,再合并结果,寻找频域峰值,从而对整数频偏做出估计.仿真结果表明,所提出方法具有计算复杂度及估计错误率较低的优点.     

一种改进的MIMO-OFDM系统频偏估计方法

针对传统的2个训练符号的载波频偏估计算法提出一种改进算法,并设计出一种新的频偏估计器对多入多出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的不同信道的整数频偏和小数频偏进行估计.该算法仅利用单个训练符号来进行频偏估计,其训练符号采用正交性良好的Walsh序列来设计,用以区分不同的信道;利用同一训练符号内相邻的偶数子载波上数据的差分关系完成整数频偏估计.仿真结果表明,新的频偏估计器可以获得较好的载波频偏估计性能.     

OFDM系统中改进的FFT插值算法

提出了一种基于快速傅立叶变换的边缘扩展信道插值算法（EFFT,Edged Extend Fast Fourier Transform）。该算法对OFDM符号有效频带边缘的两端频点做镜像线性扩展,使增加的导频信息能改善有效频带边缘附近的信道估计性能。仿真结果表明,在低阶调制且SNR较低时,EFFT插值算法的性能与维纳滤波信道估计算法相当,且较传统FFT插值算法的MSE提升1dB左右。在实现复杂度方面,EFFT算法与FFT算法相当;与维纳滤波算法相比运算量明显降低。EFFT算法不需要对现有技术标准进行改动,也不会降低系统的传输效率。     

MPSK/MQAM符号速率估计算法

为了在复杂环境以及低信噪比情况下实现符号速率的准确估计,降低算法的复杂度和运算量,提出一种针对MPSK/MQAM(multiple phase shift keying/multiple quadrature amplitude modulation )类信号符号速率估计的新方法,通过对A/D采样后的信号进行数字下变频处理得到零中频信号,利用I路和Q路信号构造一个复数函数,生成含有与符号速率相关的离散谱线,通过检测离散谱线的位置实现符号速率的估计。通过MATLAB仿真实验以及在FPGA(field programmable gate array)与DSP(digital signal processor)硬件平台上利用实际信号对算法的性能就行了测试,验证了该方法的有效性。结果表明,该算法复杂度低,运算量小,适应性好,在低信噪比情况下仍具有较高估计精度。同时,该方法所得到的数据也可以用来进行信号识别和其他参数的测量,这在工程实践中具有很高的应用价值。