水声OFDM系统多普勒频移和信道的联合估计

水声通信是近年来研究的热点,但由于水声信道本身的问题,如多径延迟、多普勒频移、信号衰减、窄带宽、时变等特点,使得水声通信传输数据速率低,传输误码率(BER)高.正交频分复用(OFDM)在水声通信中具有很大优势,但它对载波频率偏移(CFO)敏感.基于循环前缀正交频分复用(CP-OFDM)的水声通信系统,对多普勒引起的CFO进行补偿,同时利用延迟-多普勒域中的稀疏性对水声双选信道进行压缩感知信道估计.通过计算机仿真和水池实验,验证了这种双选信道估计的有效性和可靠性.     

OFDM水声通信系统中一种相位补偿方法

为解决正交频分复用(OFDM)水声通信系统中因采样时钟偏差引起的相位噪声对系统性能的影响,提出了一种基于双导频符号的相位补偿方法,利用相邻两个OFDM导频符号的信道估计获得任何两个相邻OFDM符号的相位差,然后利用这个相位差去补偿OFDM数据符号中因采样时钟偏差带来的相位旋转.仿真及湖上试验数据分析结果表明:采用该方法可以有效地补偿因采样时钟偏差所带来的相位旋转,降低相位噪声对OFDM水声通信系统的影响.     

一种双维度上的导频复用方法及其性能分析

针对蜂窝系统中导频稀缺和边缘用户性能不足的问题,提出了合理提升导频利用率的方法,该方法通过在不同的环区内设计各自的导频复用程度来实现.有别于传统的扇区划分,以基站与用户终端的距离为指标划分出若干环区,使小区中心用户与边缘用户有明晰的区隔.一方面利用高复用因子提高小区中心区域的导频利用率,另一方面利用低复用因子保证边缘用户的通信质量.环区划分所对应的导频微观复用是以小区为单位的宏观复用的补充,两种复用模式结合成双维度导频复用,使导频复用程度的调节更精细,易于实现用户容量与用户体验的平衡.仿真结果验证了上述优势,并显示出在导频资源受限的条件下,双维度导频复用在增大用户承载量的同时能降低来自邻近小区的导频污染.     

水声通信CE-OFDM系统降低峰均功率比研究

正交频分复用(OFDM)系统存在着较高的峰均功率比(PAPR).针对这个问题,研究了恒包络正交频分复用(CEOFDM)系统,该系统通过相位调制得到恒包络的信号,消除了PAPR较高的问题.与传统降低PAPR的方法相比,相位调制的复杂度低,性能更好.仿真和水池实验结果表明:CE-OFDM系统将信号的PAPR降低至0,比传统降低PAPR的方法优越,是具有一定鲁棒性的高速水声通信解决方案.     

STLFM在水声通信系统同步测算中的应用

通过对对称三角线性调频(STLFM)信号在分数阶傅里叶域能量汇聚性的分析,提出了采用STLFM信号作为同步码,基于分数阶Fourier变换(FRFT)的正交多载波水声通信系统的联合同步算法,并以同步误码率(BER)作为评价指标,在有噪声、多径传输和多普勒效应三种环境组合下与传统OFDM系统采用线性调频(LFM)信号作为同步码进行仿真分析比较.仿真结果表明,在复杂的水声环境中,该算法在低信噪比时可以获得更精确的同步性能和更低的误码率.     

蜂窝系统导频的一种小尺度复用方法

随着5G商用时代的来临，移动通信的用户和业务量持续呈现迅猛增长的态势，导频资源的发掘量却相对极其有限. 针对大多数场景中导频稀缺、利用率亟待提高的需求，以传统的大尺度复用为基础提出一种小尺度复用方法，将小区划分为若干环区；同时打破同一小区内复用因子一致的限制，依照不同环区的覆盖为用户分配不同的复用因子. 为降低干扰的负面影响，小区边缘用户比小区中心用户拥有更低的复用因子，而小区中心用户的高程度复用则有效地节省了导频资源. 小尺度的导频分配机制虽然比大尺度复杂，但它能更科学地平衡不同用户的通信质量和系统的导频消耗，也能根据用户量更细致地调整导频复用的程度. 仿真结果表明，小尺度复用充分利用了各复用因子的特性，随用户的增减进行自适应的环区调整和复用因子重配，有效改善了导频复用的效果. 仿真中体现的部分系统配置或外在因素对通信指标的影响，为小尺度复用提供了实际应用方面的参考.     

一种基于导频能量分布的OFDM频率同步算法

提出了一种新的频率同步算法,并将其用于无线正交频分复用(OFDM)系统.该算法根据扩散后的导频能量分布特征,充分利用扩散到相邻子载波上的pilot能量,同时完成了频率粗估计和精估计.还设计了一个实用的积累流程来实现该算法,可以在估计性能和同步时间之间做较好的折中.仿真结果表明,在不同多普勒频偏下,该算法都具有良好的性能.     

OFDM系统中导频信号的设计方法

从系统设计的角度研究了正交频分复用( OFDM)系统中的信道估计技术,提出一种最优导频图样的设计方法.该方法首先根据信道的最大多径时延和最大多普勒频移来确定导频符号的时域和频域间隔,并利用穷举法列举所有可能的导频图样,然后根据估计信道和实际信道的均方误差得到最优的导频图样.为了验证该设计方法的正确性和有效性,将其应用到...     

一种高频段正交频分复用系统中相位噪声消除算法

针对高频段正交频分复用（OFDM）无线通信中相位噪声功率增加导致系统性能降低,提出了一种低导频开销的相位噪声消除算法.通过分析高频段OFDM系统信道传递函数和相位噪声特性,在OFDM导频时隙上同时估计信道传递函数与相位噪声;在导频子载波假定信道不变,连续估计相位噪声以抑制相位噪声引起的载波间干扰.仿真结果表明,在大相位噪声下,该算法降低了导频开销,同时有效消除相位噪声,提高了信道传递函数估计的准确度.     

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．     

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。     

二相编码信号载频盲估计快速算法研究

讨论二相编码信号载频盲估计快速算法.在没有接收信号先验知识的情况下,首先粗略估计出二相编码信号的载频(fc)和3 dB带宽(△f3dB),然后以(fc)为中心,以4(△f3dB)为带宽对BPSK信号滤波,再对滤波后信号平方得到一个准正弦波信号,估计出该信号的频率,最后将该频率除以2就得到BPSK信号的载频精确估计值.理论分析证明本算法的合理性,并给出算法的应用门限.仿真结果表明本算法在没有先验知识的情况下可以对BPSK信号载频进行精确估计,特别是在低信噪比条件下依然能够取得良好的估计性能,且本算法简单易行,运算量小,适合实时处理.     

基于双门限判决修正Rife算法的正弦信号频率估计

针对正弦信号频率估计复杂度和性能难以兼顾的问题,提出一种基于双门限判决修正Rife算法的频率估计算法。将信号频点划分为3个区域分别采用不同处理方案,具有估计精度高、运算量小的特点,适用于低功耗、低延时等应用场合。仿真结果表明,该方法克服了经典Rife算法在部分频点估计误差大的问题,其频率估计均方根误差距离克拉美罗界仅有0.5dB。与现有其它改进Rife算法相比,该方法在保证估计性能基本不变的前提下大幅降低所需计算量,有利于工程实现。      

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.     

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%.     

一种基于窄带自相关的实信号频率估计算法

单频含噪实正弦信号的自相关函数和其原信号的频率一致,且自相关可去除一部分噪声影响,因此基于自相关的频率估计算法一直备受关注。由于自相关可以从时域获得也可以从频域获得,基于自相关的频率估计算法有比较简单的基于时域的方法和性能比较好的基于频域的算法。结合时域和频域自相关的特点,提出一种基于窄带自相关的实信号频率估计算法,该算法在频域进行谱峰搜索后,利用信号的窄带功率谱来计算自相关,进而用简单的时域自相关的改进协方差算法(modified covariance,MC)来得到频率估计,推导出频率估计闭式解。仿真结果表明该算法性能优于传统的自相关时域算法和频域算法,在信噪比高于-7 dB时就能逼近CRB界。     

OFDM系统中一种有效的定时和频偏估计方法

为了在没有任何导频信息的条件下,实现OFDM(orthogonal frequency division)系统中的符号定时和频偏估计算法.提出了一种重复训练后缀的OFDM信号结构,并给出了一种有效的符号定时和频偏估计方法.该方法对ZP(zero padding)-OFDM信号形式进行适当的改进,在不需要任何附加训练和导频信息的条件下,实现了符号定时和频偏的有效估计,与基于循环前缀的估计方法相比,该估计方法扩大了可估计的频率偏差范围,同时降低了运算量.     

存在载波频偏和信道估计偏差影响的空相关多用户MIMO-OFDM系统的性能分析

为进一步了解载波频偏和信道估计偏差在空相关多用户MIMO-OFDM系统中的作用,对存在载波频偏和信道估计偏差影响的上传多用户MIMO-OFDM系统的性能进行了解析和仿真研究.推导了在载波频偏和信道估计偏差影响下的空相关多用户MIMO-OFDM系统的有效数据符号的信号干扰噪声比表达式,给出了多用户MIMO-OFDM系统的符号差错性能指标.研究表明,理论计算与计算机仿真的系统符号差错性能结果在各种载波频偏和信道估计偏差情况下都比较吻合.     

改进的AR模型谱估计法提取载波频率

介绍了一种利用改进的现代谱估计方法来估计通信信号载波频率的算法 .把载波的提取看成受到干扰的正弦信号的频率估计 .首先对通信信号进行AR建模 ,求出AR模型表达式的零极点 ,再考虑这些零极点的频率响应 ,去掉那些对频率精度影响较大的零极点 ,这样就可以提高谱估计方法的精度     

正交频分复用系统的非对称调制星座频域信道盲估计方法

针对频域信道盲估计的相位模糊问题，提出了基于非对称调制星座的频域信道盲估计方法．根据正交频分复用系统子信道的衰落相位等于该子信道调制星座旋转的角度这一特性，通过独立地估计各子信道接收信号的平均功率及调制星座旋转的角度来估计信道的频率响应．相对于预编码频域信道盲估计方法，该方法的信道估计精度高且没有误差底限，具有实现简单、易并行处理等特点．系统的对比仿真实验表明，该方法与预编码频域信道盲估计方法相比，在信噪比超过18dB时可使信道估计误差随信噪比增加线性递减．