基于PN序列的OFDM帧同步算法

讨论了OFDM系统的帧同步算法，针对基于循环前缀的同步算法在强干扰信道中以及在极低信噪比条件下，无法实现精确同步的缺点，提出了一种基于PN序列的帧同步算法。仿真结果表明，基于PN序列的帧同步算法在极低信噪比条件下能够实现精确同步，同时也具有抗多径效应和抗强窄带干扰的能力。     

采用导频符号的短波宽带OFDM系统的同步算法

为了研究宽带短波信道上OFDM系统的同步算法,针对短波信道分析了已有同步算法在低信噪比条件下的不足,提出了一种采用PN序列调制导频符号的同步方案.在接收端,接收数据经过FFT后,利用PN序列优异的相关特性,实现了低信噪比条件下的时间和频率同步.仿真结果表明,该算法在恶劣的短波信道上具有良好的性能.     

时域同步正交频分复用系统的频偏估计

针对时域同步正交频分复用系统现有的频偏估计精度低的问题,提出了一种精确频偏估计算法(FFDE).该算法将接收信号中相邻的2个帧头分别与对应的本地PN序列作相关运算,将相关结果共轭相乘,再取相乘结果的辐角,最后再除以帧头间的时间间隔,即可得到频偏估计值.FFDE算法具有复杂度低,精度高,抗噪声、抗多径能力强等优点.理论分析表明,FFDE算法具有极低的性能界,在高斯白噪声信道条件下,在合理的信噪比范围内,其归一化估计值的方差在10叫.以下.仿真结果与理论分析完全一致,即使在多径环境下,在信噪比为15 dB时,FFDE算法的绝对估计误差的标准差只有0.5 Hz,仅为子载波间隔的0.03%,是传统方法的1%.     

DMB-TH标准中的一种帧同步与频偏估计算法

针对我国新一代数字电视地面广播传输标准,提出了一种新的帧同步及频偏估计算法.利用发送序列中的PN导频序列,通过接收信号自相关的方法实现帧同步,克服现有算法对频率偏移过于敏感的缺点;在频偏估计中,通过对PN序列进行FFT变换,在频域利用频偏的移位响应实现频偏的精确估计,具有较好的抗多径特性和鲁棒性,弥补现有D-Spaced算法初次捕获误差动态范围过大的不足.算法仿真证明了该方法的有效性.     

低信噪比直扩信号PN序列参数估计

在直接序列扩频信号侦察过程中,针对信噪比低,参数未知的特点,本文提出了一种PN序列参数估计的方法.首先,利用的二次谱方法对PN码周期进行估计,然后根据基带信号能量累积最大化的原理,运用二位搜索算法估计PN码同步起始点,最后,将信号按照PN周期分成多个时段,利用多重互相关方法估计PN码序列.计算机仿真结果表明,在极低的信噪比条件下仍能良好地工作.     

一种基于DSP的实时水声跳频通信系统研究

水声信道是一种极其复杂的时空频变信道,在进行水声通信中,必须克服强多途和大起伏等干扰.抗干扰能力强、隐蔽性好的跳频通信技术应用于水声通信领域,具有独特的优势,是近年来高稳健性水声通信技术研究中的一个热点.本文构建了一种基于DSP硬件平台的实时水声跳频通信系统,给出了系统编解码技术的实现方法.发射的帧信号由粗同步信号、细同步信号、时延信号和m序列生成的跳频信号组成,采用补零FFT的方法进行解码,提高了鉴频分辨率.通过实验室水池实验,验证了所设计系统在低信噪比条件下的可行性和稳定性.由于m序列生成的跳频图案隐蔽性强,该系统也可用于水声保密通信.     

一种基于PN序列的OFDM时域信道估计方法

提出了一种基于PN序列的OFDM时域信道估计方法,在时域OFDM符号中插入PN序列作为训练序列,将其与对应的接收序列作圆周相关处理,并通过迭代逐次检测出信道各径参数,进而获得信道频率响应估计.仿真结果表明,在相同的信噪比和信道利用率条件下,提出的方法比频域梳状导频估计方法具有更高的信道估计精度.     

基于置信度的抑制信道估计中噪声的方法

无线信道中的噪声会造成信道冲激响应的估计误差,降低系统性能。为了有效降低噪声对信道估计结果的影响,提出了一种基于信道冲激响应估计中噪声分布特性的置信度方案。该方案根据信道估计结果的多帧统计特性计算每个采样点的置信度,并根据置信度对信道估计结果中的多径与噪声进行区分,然后对噪声进行有效地抑制。分析和仿真结果表明,该方法能够降低信道估计的误差。在双PN序列填充的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中,其误符号率较传统的信道估计算法在静态和时变信道下均有一定的性能改善,同时该算法也大大降低了硬件实现的复杂度。     

一种半盲联合信道估计与均衡单载波相干水声通信接收机

基于Gibbs采样技术,设计了一种新的半盲联合信道估计与均衡单载波相干的水声通信接收机.首先,通过在数据帧前加入具有循环结构的训练序列估计信道,针对水声信道的稀疏特点,采用迭代稀疏最小化(sparse learning via iterative minimization,SLIM)算法提高低信噪比下的信道估计精度,得到信噪比精确的估计.其次,在数据帧处理中,基于水声信道的时变特点,将数据帧分成特定长度的重叠块进行处理.在重叠块中基于之前得到的信道估计结果,采用Gibbs采样技术得到发送信息的最大后验概率(maximum a posteriori,MAP),同时利用新获得的信息更新信道,跟踪信道的变化.对厦门港海域获得的10km海洋试验数据进行了处理分析,结果表明:相较传统频域线性均衡和时域的判决反馈(decision feedback equalizer,DFE)算法,该算法的鲁棒性强,误比特率显著降低.     

宽带OFDM的窄带干扰消除器

短波宽带OFDM系统极易受到拥挤频段上的窄带干扰。基于Nillsson的宽带OFDM系统,设计了衰落信道低信噪比条件下的窄带干扰消除器。分析了低信噪比时门限的选取和噪声功率的估计问题,提出了自适应门限干扰消除器和部分子带消除器。仿真表明,多径低信噪比条件下,提出的自适应门限干扰消除器能有效抑制窄带干扰,部分子带消除器对窄带干扰消除性能更好。     

基于ZC序列的OFDM系统定时同步改进算法

为提高OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 系统的定时同步精确度,提出了一种改进的基于ZC( Zadoff-Chu) 序列的定时同步算法。该算法将经典的Minn 算法序列的取反方法与Park 算法的序列共轭方法结合,利用良好自相关性且低互相关性的ZC 序列,替代原有的PN( Pseudo-Noise Sequence) 序列,构成新序列结构。改进算法在定时位置发生错误时,仍能保证系统精确进行定时同步。在加性高斯白噪声( AWGN:Additive White Gaussian Noise) 信道,子载波的数量是256,16QAM( Quadrature Amplitude Modulation) 调制和解调下,Matlab 仿真表明改进算法消除了Minn 算法和Park 算法中副峰对定时同步的影响,定时偏差与均方误差( MSE: Mean Square Error) 在信噪比－ 15 ～ 15 dB 内,较于Minn 算法和Park 算法更低,提高了定时精度。信噪比是15 dB 时,改进算法定时均方误差为4． 2 × 10 － 6 ,是估计性能最优状态。     

基于矩阵变换法的DSSS信号盲估计

提出一种基于矩阵变换法的简便盲估计算法.此算法在已知PN码速率及PN码周期已知的情况下,对基带扩频信号进行分段处理和累加运算以消除噪声的影响,进而实现PN码的盲估计,并在此基础上分析了使用不同m序列作扩频序列时的系统性能.Matlab仿真结果表明此算法可以在SNR低于-18dB的环境下正常工作.     

基于谱范数和CPAST算法的周期长码直扩信号PN序列估计

针对周期长码直接序列扩频(DSSS)信号的伪噪声(PN)序列盲估计问题,提出一种新的谱范数和约束投影逼近子空间跟踪(CAPST)算法相结合的PN序列估计算法。算法首先根据最大化分段协方差矩阵的谱范数法,估计出PN序列的同步点;然后利用CPAST算法,分别估计各子段的PN码序列;最后按照一定顺序拼接成完整的周期长码PN序列。算法具有运算量小、复杂度低、实时处理及硬件实现的优点。仿真结果表明,在较低的信噪比情况,该算法能够有效地估计出同步点和PN码序列。     

基于LDPC码约束条件的编码辅助帧同步算法

利用LDPC码的编码约束条件,提出了一种LDPC码辅助的帧同步算法.这种帧同步算法不需要插入任何导频符号,分别通过计算LDPC译码前和译码后校验方程满足的比例,对数据帧的起始位置进行有效捕获和跟踪.仿真结果表明,基于LDPC码约束条件的帧同步捕获算法在较高信噪比下可以获得很好的捕获性能;基于LDPC码辅助的帧同步跟踪算法,其对帧起始位置的跟踪性能明显优于基于LDPC码约束条件和基于导频符号的帧同步算法.      

用多码元累加择大判决法快速捕获PN码

针对短帧突发模式下,直接序列扩频(DSSS)系统短时间内以高检测概率捕获PN码相位这一矛盾,提出了一种数字匹配滤波器(DMF)非相干PN码快速捕获算法.在传统的择大判决法的基础上,用多码元累加单元取代逗留验证单元,从而不再需要估计信道,并提高了捕获速度.分析了该算法在QPSK-DSSS系统下的捕获性能以及频差、信噪比、扩频比等因素对检测概率的影响,实测结果证明了该算法可以在宽信噪比范围和一定频偏环境下实现PN码的快速捕获.     

基于信噪比的自适应门限判决PN码捕获算法

现有的自适应门限判决PN码捕获方法在低信噪比条件下的检测概率较低.针对这一问题,文中提出一种考虑噪声功率的改进算法.该算法首先通过参数设置对基于信噪比的门限进行调整,然后利用中值滤波平滑门限波形,减少了由于起伏波动引起的错误捕获,最后通过限幅滤波降低因毛刺造成的虚警概率.理论分析以及蒙特卡罗仿真表明,改进算法较现有算法能够获得更高的检测概率和更低的虚警概率,同时对窄带干扰有较强的抑制能力.     

短波宽带OFDM系统的一种同步方法

提出了一种适用于短波宽带OFDM系统的联合同步方法.该方法根据Schmidl和Minn的符号定时原理,传输并处理文中构造的PN序列,并且利用该PN序列的相关性来进行同步判决.此PN序列经反傅里叶变换运算以后产生了OFDM符号,可利用该OFDM符号的特点,通过逐点滑动的自相关运算来判得时间同步的最大值,而后通过OFDM符号每部分之间的相位关系来完成整数频偏与小数频偏的估计.这一过程可同时完成定时偏移估计和频率偏移估计.计算机仿真了三种信道模型,结果表明在三种不同信道下,这种方法都可在较低信噪比条件下很好地完成时间同步和载波频率同步.     

一种改进的直扩系统大频偏二次捕获算法

针对卫星通信中低信噪比大频偏信号的精确捕获问题,提出了一种改进的直扩系统二次捕获算法. 算法首先通过基于FFT的码相位并行搜索完成频偏的预估计和补偿,构造一个不含扩频码的准基带信号,然后对此信号采用含有辅助结构的FFT实现频率的精确估计和校正. 仿真结果表明,本文所提算法与传统二次捕获算法相比捕获性能大致相当,资源消耗降低24%,捕获时间减少84%. 给出了不同信噪比和扩频比下关键参数的选取方法,使算法具有较高的实用性.