OFDM水声通信中的综合多普勒补偿方法

正交频分复用（OFDM）技术已经应用于水声通信中,是一种高速传输的方法。但是OFDM的传输对于子载波正交性的要求很高,所以水声通信中存在的严重多普勒频率偏移限制了OFDM技术在水声通信中的应用。分析了适合于收发双方的多普勒估计与补偿技术,提出了综合多普勒补偿方法,即综合利用循环前缀法和利用训练序列进行多普勒估计与补偿。结合实际湖试水声信道进行实验,结果验证了该方法有效地降低了误码率,优于传统的多普勒估计与补偿方法。     

WLAN中OFDM系统载波频率同步算法研究

针对OFDM技术中的载波频率同步问题,分析了载波频率偏差对OFDM系统造成的影响,总结了基于IEEE802.11标准的三种常见的频偏估计算法:基于循环前缀的最大似然算法、基于训练序列的时域相关算法和基于导频的频域相关算法,提出一种基于训练序列和导频的联合载波频偏估计算法。性能仿真结果表明,该联合估计算法在估计范围和估计精度上具有明显的优势,适合实际工程应用。     

OFDM系统中基于插值的频率同步

发送端和接收端时钟振荡器的不匹配以及多普勒偏移导致了载波频率偏差.在正交频分复用(OFDM)系统中,这种频率偏移会使信号产生很大的误差,严重影响系统的性能.因此在收发两端进行载波频率同步减小这种偏移是非常必要的.文中提出了一种OFDM系统中基于插值的载波频率同步算法,该算法仅需要一个OFDM训练符号,采用最大似然估计,完成频率偏移的捕获,在算法实现中,插值操作通过频域的循环卷积来完成.基于插值的同步算法独立于可能发生的载波相位偏移,具有很高的稳定性.仿真结果表明,作为一种捕获阶段的同步算法,能够给跟踪阶段一个很好的起点,从而改善系统整体性能.     

基于UW帧结构水声通信系统及其性能分析

设计了一种基于UW(Unique Word)帧结构的单载波频域均衡(SC-FDE)水声通信系统框架,论述了系统的基本原理。为解决帧同步过程中出现由水声多径引起的相关峰峰值分裂现象,提出一种基于UW序列的相关同步算法,使系统的同步精度显著提高。同时给出了基于UW序列的多普勒频移的估计和校正、信道估计和频域均衡算法。最后对系统的性能进行了分析。结果表明:采用相关同步算法的基于UW帧结构的单载波频域均衡水声通信系统能够显著提高在较复杂的信道条件下的帧同步精度,对水声信道中严重的多普勒频移和多径信道进行有效的估计,并能够对时变信道进行跟踪,在高信噪比下系统有较低的误码率,对水声通信有良好的应用价值。     

低信噪比OFDM信号符号周期盲估计

针对认知无线电系统中正交频分复用(OFDM)信号参数估计这一重要问题,利用OFDM信号的循环谱实现了符号周期的盲估计。首先证明了加循环前缀矩形脉冲成型的OFDM信号具有循环平稳性,然后分别在无噪声和低信噪比条件下,以单载波信号的循环谱为基础,利用OFDM信号各子载波的正交性,从理论上推导出了OFDM信号的循环谱表达式。最后通过对连续信号和离散信号进行仿真,得到了相同的循环谱图,并且在低信噪比条件下,利用循环谱实现了OFDM信号符号周期的盲估计。     

OFDM水声通信系统信道估计算法应用研究

信道估计的精确性和有效性是正交频分复用（OFDM）水声通信系统具有良好性能的保证。针对水声信道稀疏性的特点,在传统的LS（最小二乘）和LMMSE（线性最小均方误差）信道估计算法的基础上进行了基于压缩感知（Compressive Sensing,CS）理论的LS-MP（Matching Pursuit,匹配追踪）信道估计算法的研究。并在OFDM水声通信系统下,对传统的信道估计方法（LS和LMMSE）和基于压缩感知理论的LS-MP信道估计方法进行仿真分析,对这三种算法进行了性能比较。     

基于PSAM的OFDM系统仿真及性能分析

为了分析信道估计和循环前缀对提高正交频分复用(OFDM)系统性能的具体作用.首先简要介绍了OFDM基本原理,然后在理想同步情况下,重点分析了循环前缀(CP)和信道估计算法对OFDM系统性能的影响.在给出OFDM系统模型的基础上,用MATLAB语言实现了整个系统的计算机仿真.最后给出在不同的信道条件下,循环前缀(CP)和信道估计算法对OFDM系统误码率影响的比较曲线.从仿真曲线可以看出:高斯信道下循环前缀的作用并不显著,因为这时没有信道时延,也就不会产生ISI;但是当存在多径瑞利信道的时候cp的作用就显得很重要;MMSE估计法明显优于LS估计法.得出理想结论.     

载波频率偏移对OFDM的影响及仿真分析

随着现代通信技术的发展,特别是无线通信业务的增长,可利用的频带日趋紧张.因此,采用新的高效抗干扰调制技术、提高频带的利用率一直为人们所关心,OFDM技术的出现则为这些问题的解决开辟了一条新的路径.然而,由于OFDM系统的敏感性,载波频率偏移会对传输系统产生较大的影响.为了定量地分析载波频率偏移对于OFDM系统的影响,论文建立了OFDM系统的模型,分析了其优缺点,并在此基础上,利用改进的IDFT和DFT的方法,取子信道数目不同时,对载波频率偏移造成的影响进行了仿真,仿真结果说明了频率偏差对接收端信噪比的影响:OFDM系统对于载波频率偏移非常敏感.     

CMMB系统同步算法FPGA实现及验证

为了提高CMMB系统广播信号接收同步精度,提出了一种使用CMMB信标进行载波和定时精确同步的算法。首先通过基于循环前缀的算法进行小数倍频偏估计和定时粗同步,再利用同步信号中伪随机序列的相关特性进行整数倍频偏估计和精确定时同步。仿真表明,在高斯白噪声下,CMMB系统同步算法的小数倍频偏性能与基于循环前缀的算法相当,但可以进行整数倍估计且定时精度高,在多径信道下,CMMB系统同步算法的估计精度优于基于循环前缀算法。实验结果验证了仿真的正确性。     

OFDM系统中基于循环前缀的频偏估计算法

OFDM是利用多个正交的子载波并行传输数据来提高传输效率的一种新技术,具有频谱利用率高、抗多径衰落、抗窄带干扰等优点,被视为第四代移动通信中的关键技术。为保证子载波之间的正交性,对载波频偏估计和补偿成为OFDM技术研究热点。本文提出了一种基于循环前缀的频偏估计算法,通过把循环前缀分成四个小序列,对前三个序列单独进行相位差计算,对第四个序列进行均值估计,最终推导出频偏的估计值。仿真结果表明,本文算法在减小计算量的情况下,提高了频偏估计精度。     

Blind symbol timing synchronization scheme for real-time industrial wireless control network using high-speed preambleless OFDM systems over multipath fading channels

An accurate estimation of symbol timing is crucial for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) demodulation, since synchronization errors might destroy the orthogonality among all subcarriers and have greater impact on the system performance than single carrier systems. The symbol timing offset (STO) that leads to inter-symbol interference (ISI) and inter-channel interference (ICI) must be avoided as much as possible. In this paper, a novel symbol timing synchronization algorithm is proposed for OFDM systems on the basis of cyclic prefix (CP). A metric function and a positioning function have been designed by taking advantage of the correlation properties of OFDM signals. Computer simulations demonstrate that the schemes are superior because they achieve accurate timing offset estimation with smaller standard deviation (SD) and relatively lower computational complexity compared with the existing methods based on CP under high signal–noise ratio (SNR) assumption over frequency-selective channels, which can meet the real-time requirements in wireless local area network (WLAN) environments for factory automation (FA).     

矿井透地通信系统中的定时同步研究

对矿井透地通信系统中的定时同步问题进行了研究。首先以大地信道为对象构建了简单的弹性波介质模型,计算得到该模型的多径延时为20 ms;其次在Matlab环境中仿真并对比分析了非数据辅助定时定时同步方法和数据辅助定时同步方法在透地通信系统定时同步应用中的性能,得出非数据辅助定时同步方法对透地通信系统的信号功率要求较高、数据辅助定时同步方法具有较高可靠性且更适合透地通信系统的结论;最后对采用数据辅助定时同步方法,当OFDM信号的循环前缀长度分别为最大时延的0.5倍、2倍、4倍,信噪比为0~18 dB的透地通信系统解码误码率进行了仿真研究,结果表明,当OFDM信号的循环前缀长度大于最大时延的2倍、信噪比大于16 dB时,透地通信系统的解码误码率可达10-5数量级,从而验证了数据辅助定时同步方法应用于透地通信系统同步解码时的可靠性。     

广义频分复用系统在电力线通信中的运用

在现有的电力线通信系统(Power Line Communication,PLC)中,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)由于能够有效地消除电力线系统中的脉冲噪声干扰.多径时延干扰和群时延干扰,已成为一种主要的技术手段.OFDM技术尽管具有上述优点,但却存在高峰值功率.循环前缀导致的频谱利用率受限等问题.相应地,与OFDM具有不同设计思路的、基于成形滤波器的广义频分复用系统(Generalized Frequency Division Multiplex,GFDM)也就成为当前研究的热点.GFDM通过设计适合信道时延的成形滤波器,利用其时频聚焦性,可兼有抵抗字符间干扰(Inter Symbol Interference,ISI)和载波间干扰(Inter Carriers Interference,ICI)的能力,并可获得更高的频谱效率(无须循环前缀).     

地空信道下基于OFDM/OQAM系统的时频同步算法

针对正交频分复用/交错正交幅度调制（OFDM/OQAM）系统无循环前缀而对时偏误差敏感,以及在具有大多普勒频移的快时变地空信道下对频偏估计要求较高的问题,提出了一种适用于地空信道OFDM/OQAM系统的自相关估计（ACE）时频同步算法。该算法中符号定时采用较少的辅助序列实现快速捕获和定时,频偏估计通过优选同步自相关序列进行两次自相关运算,将两次运算估计的频偏值进行加权平均,获得最终频偏估计值。在计算机上进行仿真,其中与改进最小二乘（MLS）算法和训练序列（TR2）算法相比,ACE算法符号定时相关峰值对比度提高至原来的3倍;在飞行状态下系统误码率（BER）为10^-2时有10dB信噪比增益,在地空信道到达状态下BER为10^-3时有3dB信噪比增益。仿真结果表明,ACE算法进一步提升了时频同步精度和误码性能。     

基于OFDM符号特征的干扰抑制与盲波束形成方法

为了抑制L波段数字航空通信系统1正交频分复用接收机中的测距机脉冲干扰信号的影响,提出基于正交频分复用符号特征的盲波束形成方法.阵列天线接收的数据首先经正交投影抑制测距机干扰,然后根据正交频分复用符号中循环前缀的延迟重复特征,将波束形成的权值求解问题转化为瑞利商的最大化问题,通过对延迟协方差矩阵的特征值分解获得阵列天线的波束形成权矢量,不需要预先知道期望信号的来向信息.仿真结果表明:所提出方法能够将波束主瓣对准期望信号来向,同时在干扰信号来向上形成深零陷,从而提高阵列输出端信噪比.所提出方法在低信噪比环境下波束形成性能优于内积最大化方法,随着信噪比增大,两种方法波束形成的性能逐渐接近.     

改进CAZAC序列的OFDM时频同步算法

针对先前一些算法存在定时模糊以及存在较大干扰峰干扰的问题,提出了一种基于加权CAZAC序列的OFDM系统同步方案。利用训练序列共轭对称特性进行符号定时和频偏估计。利用训练序列延迟相关和对称相关的特点进行定时和粗频偏估计,能够有效抑制干扰从而得到更好的估计性能。利用循环前缀的冗余信息进行小数倍频偏精细估计。此外分析了整数倍频偏对时域CAZAC序列的影响。采用时域循环移位进行整数倍频偏估计。通过与其他算法的仿真对比可以得出,多径衰落信道下所提算法能够取得较高的定时准确率和频偏估计精度。     

一种改进的OFDM符号定时同步算法

针对先前一些算法存在定时模糊以及干扰峰峰值较大的问题,提出了一种改进的OFDM符号定时同步算法。分析了先前算法问题产生的根源,设计了两种同时具备频偏估计能力的新训练符号,并给出了相应的定时尺度函数。对新算法的定时尺度函数进行了分析,得知它的定时尺度非常尖锐,几乎不存在干扰峰,而且不受循环前缀长度的影响。仿真结果表明新算法克服了已有算法的缺点,有效地提高了定时估计的精度。当信噪比大于5dB,在加性白高斯噪声信道下定时估计的均值与方差都为零,可以实现精确的定时同步。     

OFDM水声通信信道估计技术研究

水声信道是一种极其复杂多变的时—空—频变信道,其信道窄、强多径干扰、信号起伏衰落严重,一直是水下信息可靠高速传输的主要障碍。正交频分复用(OFDM)是近年来数字通信中流行的一种并行传输新技术,其核心思想是将整个可用频带分割成多个正交子信道,将待传输的高速串行码流并行地调制在这些子信道载波上。主要研究利用三种不同的导频图案对OFDM水声通信信道进行估计,并通过仿真的方式来分析不同导频图案下信道估计的性能。