OFDM系统载波频率同步算法的研究

OFDM(正交频分复用)作为一种高效的数据传输技术,具有良好的抗衰落能力,应用前景非常广阔,但是OFDM对同步偏差非常敏感,同步偏差的产生会使OFDM系统性能大大降低。在SchmidlCox算法的基础上,通过改进训练符号结构和频偏判决函数来完成频偏估计,给出了具体的改进算法,并对改进算法进行了仿真分析。结果表明,在相同条件下改进算法相对SchmidlCox算法提高了载波频偏估计的精度。     

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.     

正交频分复用分组传输系统中载波频偏和信道的联合估计

针对传统接收机将载波频偏和信道状态独立估计带来性能损失的缺点,提出了一种载波频偏和信道的联合估计算法.该算法由两个独立的载波频偏和信道估计单元通过迭代的方法实现,其中信道估计单元利用载波频偏估计单元提供的载波频偏估计信息和最大似然方法估计信道状态信息,而载波频偏估计单元则利用信道估计单元提供的信道估计信息和最大似然方法估计载波频偏.随着载波频偏估计单元与信道估计单元间估计信息的不断交换,载波频偏和信道估计的精度得到逐步提高.由于该算法避免了复杂的多维搜索算法,因此具有较低的计算复杂度.此外,在算法迭代过程中考虑了信道估计噪声的影响,进一步提高了估计的精度.仿真结果表明,当符号能量噪声比大于18dB时,可以获得接近理想同步的误码性能.     

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。     

一种改进的编码辅助载波同步算法

编码辅助同步算法利用译码软信息迭代更新同步参数,有效地实现了低信噪比环境下的载波同步。针对目前这类算法存在频偏估计范围小且估计精度受限的问题,设计了一种新的迭代载波同步系统,利用译码软信息分别进行去调制和更新误差信号,在通过改进的频偏估计器补偿频偏之后又结合科斯塔斯环(costas loop)进一步修正相偏,使得译码器和同步器均趋于收敛。仿真结果表明,提出的算法能够大幅提高频偏估计范围,且与理想同步译码相比,最大性能损失不超过0.2 dB。     

基于保护间隔相似特性的载波细同步算法

正交频分复用(OFDM)系统中的载波频率偏移将会导致载波间干扰,从而严重降低系统系能,因此精确的载波同步对于OFDM系统而言至关重要。该文提出了一种适用于时域正交频分复用数字传输(TDS-OFDM)系统的基于保护间隔相似特性的高精度载波细同步算法。分析和仿真结果表明,该算法不但具有很强的抗符号定时误差能力,且具有非常高的载波频偏估计精度,其归一化频偏估计方差在AW GN信道下由传统算法的1-0 8降低为1-0 13,同时该算法还大大降低了硬件实现的复杂度。     

一种QAM信号载波频偏估计算法

该文给出了一种QAM信号载波频偏估计算法。该算法先采用辅助数据和接收序列相乘后再进行相关运算提取出载波频偏信息，然后用相关序列的相位增量获得频偏估值，为了提高估值精度，对估值序列进行加权处理。该算法具有频偏估计范围大、估值准确度高的特点。计算机仿真表明频偏估计范围可达0．4符号率，估计精度接近克拉拉美劳界。     

基于求根MUSIC算法的低复杂度OFDMA频偏盲估计

为了解决OFDMA系统频率同步困难的问题,针对子载波交织分配的OFDMA上行链路提出了一种基于多项式求根的多用户载波频偏盲估计算法.首先对接收信号的协方差矩阵进行特征值分解,并利用噪声子空间的特征向量构造一个多项式,然后求解最接近于单位圆的K个根来获得各个载波频偏.此算法的优点是能够在一个OFDMA符号块内同时估计出所有用户的载波频偏而无需信道状态、训练序列和导频等先验信息,同时在低信噪比下也具有良好的准确性.通过仿真表明,相对于一般的谱峰搜索方法,算法不仅减少了噪声对频偏估计的影响,而且有着更低的计算复杂度和更高的分辨率.     

基于立方Farrow结构的插值细搜频偏估计算法

在高动态通信环境中,由相对运动引起的多普勒频移会在接收机下变频所得的基带信号中引入残留频偏,致使基带信号的相位发生偏离。对频偏进行精确估计是提升高动态环境通信质量的重要途径。传统方法通常通过对快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）后所得频谱进行一维搜索来估计载波频偏值,只能估计整数倍频点。为了进一步提高频偏估计的精度,本文提出了一种基于立方Farrow结构的插值细搜（Interpolation Detail Search, IDS）算法。仿真结果表明,此算法仅在16倍插值条件下就得到了逼近克拉美罗界（Cramer-Rao Bounds,CRB）的频偏估计性能,信噪比精度损失仅为1.2 dB,具有良好的估计性能。     

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.     

EMD算法应用于OFDM系统频偏估计的新方法

提出了一种利用经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）技术估计正交频分复用系统（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）频偏的新方法。传统的OFDM系统频偏估计算法通常需要获得多路混合信号,而新方法仅需要利用相关检测处理单路的OFDM信号,再通过EMD模态分解算法分离出各路子载波信息,即可估计出OFDM系统频偏。与传统的OFDM系统频偏估计方法相比,新方法不依赖源信号的统计特性和信道状态信息,不需要额外带宽,降低了系统的实现复杂度。仿真结果表明,该方法具有较高的频偏估计精度。     

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.     

一种适合软件无线电的载波相位和频差估计算法

提出一种适合软件无线电的载波相位和频差估计算法.该算法利用并行方法估计有频差时的载波相位.在此基础上,基于MMSE准则计算载波相位的轨迹,得到频差和初始相位.该算法计算量小,可全数字实现,适用于线性和非线性调制,利用QPSK调制信号进行仿真.结果表明,用该算法可以精确估计载波相位和频差,有效地降低系统的误码率.     

OFDM系统中一种符号定时和载波频率同步算法

针对正交频分复用(OFDM)系统提出了一种新的符号定时和载波频率同步算法.该算法将整个OFDM符号分成多段,在连续多个OFDM符号中采用相关累加的方法得到对系统同步的估计函数.当分段长度小于相邻OFDM符号间的无符号间干扰(ISI)区长度时,算法可以分辨这一区间,从而得到最优符号定时同步以及载波频偏估计.分析表明最大似然(ML)算法和Karthik算法是它的一种特殊情况,计算机仿真结果表明该算法不仅可以跟踪时变信道而且其均方估计误差(MSE)要远远小于最大似然(ML)估计.     

基于时域过采样的OFDM载波频偏估计算法

为了解决OFDM系统中载波频偏导致载波间干扰从而引起系统性能下降的问题，分析了OFDM信号的特点，采用滑动窗检测的方法，给出了一种基于时域过采样的载波频偏估计算法．理论分析和仿真结果表明，与采用循环前缀的载波频偏估计算法相比，该算法估计精度高，抗噪声和抗多径衰落性能有明显改善．     

正交频分复用系统中一种新的时频同步方案

提出了一种新的时频同步方案.该方案基于一种新的训练符号,首先利用该训练符号在时域的共轭对称性完成定时同步,然后利用其频域良好的自相关性完成频率同步.仿真结果表明,与已有方案相比,新方案不仅具有更好的定时和频率偏移估计性能,而且频偏估计范围较大.     

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)?