利用叠加导频技术进行OFDM系统同步的算法

主要讨论利用叠加导频技术对OFDM系统进行定时和频偏估计的算法。该算法利用线性叠加在OFDM符号上的PN序列估计定时和频率偏移。使用定时和频偏估计的方差来评价系统性能。通过在高斯和衰落两种信道中的仿真结果说明,此算法能够进行精确定时并且频偏估计范围较大。     

一种基于代价函数的正交频分复用中符号同步与频偏估计算法

本文利用正交频分复用（OFDM）帧结构的特点，引入代价函数，推导出了一种符号同步算法和频偏估计算法，并从理论上分析了在存在频偏的情况下，符号同步可以独立于频偏估计。计算机仿真表明，该算法具有较好的同步和频偏估计性能。     

基于载波间干扰自抵消的OFDM频率同步

载波间干扰自抵消(ICISC)方案在频率域引入了冗余信息,提高了OFDM系统对频偏的稳健性.基于最大似然原理,针对ICISC方案提出了两种OFDM最大似然同步新算法.分析了算法的估计范围、方差性能以及Cramer-Rao下界.两种方法具有估计频偏范围大、估计精度高以及实现简单等优点,计算机仿真结果表明了方法的优越性.     

一种改进的LTE系统下行同步算法

LTE(Long Term Evolution)系统中,作为小区搜索的第一步,符号定时算法需要具备很强的鲁棒性。为了进一步增强现有符号同步算法的抗频偏性能,提出了一种优化的符号同步算法。该算法一方面保持已有分段相关同步算法的优点,同时考虑结合预频偏处理来进行符号定时与粗频偏的联合估计,再将多个相关运算集做叠加处理。理论分析和仿真实验结果表明,在多径信道下,所提算法在完成符号定时和粗频偏估计的同时,大大提高了系统抗频偏性能。     

一种低信噪比TDMA信号的载波同步算法

本文深入研究了基于FFT运算进行相位扩展的宽范围自相关函数法和宽范围L&R算法,分析了这两种载波频偏估计算法的性能.在此基础上,本文结合TDMA信号的前导字和CZT(chirp z-transform)算法的高频率分辨率特性,设计了适于低信噪比信号的宽范围载波同步改进算法.该算法利用TDMA信号的前导字进行数据辅助(DA)型载波同步,有效地缩小了低信噪比信号的频偏范围;再利用CZT算法进一步缩小频偏范围,最后利用非数据辅助型(NDA)自相关函数法得到精确的载波频偏.改进算法的计算复杂度略高于宽范围自相关函数法,而远低于宽范围L&R算法.通过仿真比较,改进算法对低信噪比(SNR)环境(3-6dB)中的信号具有良好且稳定的估计性能.     

基于CP-ESPRIT的MIMO-OFDM频偏估计算法

针对已有MIMO-OFDM盲同步算法需要较多接收数据的缺点,提出了一种基于循环前缀和ESPRIT思想的MIMO-OFDM频偏估计算法——CP-ESPRIT算法。算法利用接收信号中未被IBI污染的循环前缀和OFDM符号中相应的部分构造接收信号矩阵,然后利用ESPRIT方法求得频偏估计值。该算法只要一个符号就能估计频偏,且频偏估计范围为一个子载波宽度,可用于载波频偏精同步。仿真验证了算法的性能。     

一种基于自相关函数的载波频偏估计方法

为解决前向载波频偏估计中捕获范围和估计精度矛盾的问题,在最大似然准则的基础上,利用相位折叠现象使得自相关函数的频偏具有周期化规律,提出了一种利用最大似然估计中的自相关函数进行频偏估计的算法,该算法估计范围广,精度高且复杂度低,适于突发通信的频偏估计。最后进行了MATLAB仿真实验,仿真结果表明了该算法估计精度高、捕获范围广和计算复杂度低的性能。     

基于连续符号平均功率方差最小化的CM-OFDM系统盲载波频偏估计算法

针对数字信号在正交频分复用（OFDM）系统中传输受载波频率偏移(CFO)敏感的问题,提出一种基于连续符号平均功率方差最小化的恒模OFDM（CM-OFDM）系统盲载波频偏估计算法。该算法基于频域信号恒模特性构造出代价函数,通过试验三个频偏估计量对CM-OFDM系统中的时域信号进行补偿,并最终采用蒙特卡罗的方法估计出CFO。此外,利用快速傅里叶变换（FFT）的正反变换构成一个酉矩阵,从而降低算法计算过程的复杂度。仿真表明,提出的算法有效的提高了CFO估计的性能,并且具有较好的鲁棒性。      

一种基于内点罚函数和梯度迭代的频偏估计方法

为了克服现有技术的不足,提出了基于内点罚函数和梯度迭代的频偏估计方法。即利用频偏估计的方差与信噪比和相关训练段长度的关系式,在不缩小频偏估计范围的条件下,建立最小化频偏估计精度的方差的最优化函数问题,由于是非线性优化问题,采用内点惩罚函数法, 在效用函数收敛于由频偏估计范围确定的相关长度的可行域之内时,通过梯度迭代,得到一个局部最小值,即最优相关训练段长度,实现相关训练段长度自适应信噪比的变化而调整,提高频偏估计的抗噪性和精度。     

星载AIS信号的频偏估计

星载自动识别系统(AIS)中信号存在严重的多普勒频偏,影响信号的正确解调,而传统的基于快速傅里叶变换(FFT)的频偏估计算法其估计范围无法满足需要.为此,提出了一种改进的自相关-FFT频偏估计算法,通过构造辅助函数以确定信号频偏的正负号,在此基础上对基于FFT的频偏估计算法进行改进,从而扩大频偏估计范围,实现对大的多普勒频移的估计.仿真和实验结果均表明,改进算法的频偏估计范围扩大为原来的2倍,具有很高的估计精度,十分接近修正后的克拉美罗界,且算法简单、易于实现.     

基于改进粒子滤波的PSK信号时延和码元联合估计算法

提出了一种基于自适应重采样的粒子滤波算法用于对PSK信号的时间延迟进行估计,可以消除由于状态噪声方差设置过小而产生不准确的后验概率分布和设置过大引起的估计误差增大的问题.同时,考虑已有算法无法实现较小时间延迟准确估计的问题,提出了一种码元正向与反向检测相结合的算法,可实现一个码元周期内任意时间延迟的准确估计.另外,对载频偏差进行精确估计并补偿.仿真结果表明这种新方法与原算法相比能够实现更精确的时间延迟估计与更低码元检测误码率     

一种高阶QAM信号载波频偏估计算法

给出了一种高阶QAM信号载波频偏估计算法。该算法先采用非数据辅助频偏估计器估算出一个粗略的频偏，并进行补偿，然后对补偿信号用非数据辅助频偏估计器进行频偏估计，并把两者的频偏估计进行相加。最后为了提高估计精度，对估计出来的频偏进行Kalman滤波，并得出精确的频偏估计。该算法具有频偏估计范围大、估计准确度高的特点。计算机仿真表明频偏估计范围可达0．5符号率，估计精度接近克拉美-罗限。     

改进的16QAM载波频偏估计算法

针对QAM相干光传输系统中载波频偏估计算法存在估计范围小、计算复杂度高的问题,提出一种基于训练符号的FFT频偏估计算法.利用训练符号相位信息消除部分采样信号调制相位,取该部分信号的幅角进行FFT变换,最终得到频偏估计值.消除了原频偏估计算法中除以4的运算,从而扩大了频偏估计范围,同时由于减少了FFT长度进而降低计算复杂度.仿真结果表明,改进后的算法在QAM相干检测系统保持较高精度的频偏估计情况下,其估计范围可以达到±50％符号速率.     

Complex efficient carrier frequency offset estimation algorithm in OFDM systems

A new carrier frequency offset estimation scheme in the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system is proposed. The proposed algorithm is an extension of the Michele Morelli (M&M) algorithm. By dividing one training symbol into L>1 identical small blocks, the carrier frequency offset estimation range up to /spl plusmn/L/2 times subcarrier spacing can be obtained. The proposed algorithm can utilize the correlativity among all small blocks of a training symbol more sufficiently than the M&M algorithm, and thus it is more accurate and robust. Without increasing the estimation errors, the computational complexity of the proposed algorithm can be further reduced by increasing parameters H/sub l/ and H/sub h/ with a positive value simultaneously.     

一种改进的高动态QPSK信号解调算法

正交相移键控(QPSK)调制解调方式广泛应用于深空通信、数字卫星通信等高速系统中,高动态QPSK信号具有较大的多普勒载波频偏,针对现有的解调算法对QPSK信号频偏估计范围小、精度较低等问题,提出了一种改进的高动态QPSK信号解调算法。该算法利用基于Zoom-FFT的Quinn频率估计算法对载波频偏进行估计,将频偏估计分为粗估计和精估计两个过程,对估计所得频偏进行补偿后利用Costas环完成载波同步。在MATLAB中对算法进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够实现对高动态大频偏QPSK信号的有效捕获,与传统的解调方式相比,该算法对载波频偏的估计范围更大,且具有更高的频偏估计精度和更好的误码性能。     

单载波MPSK/MQAM调制信号的参数盲估计改进算法研究

当对单载波多进制数字相位调制（Multiple Phase Shift Keying，MPSK）和多进制正交幅度调制（Multiple Quadrature Amplitude Modulation，MQAM）等星座类调制信号进行盲解调时，首先须进行频偏和符号速率的盲估计，传统的多次方谱频偏估计算法与二次小波符号速率估计算法具有较好的估计性能，但由于离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）的栅栏效应以及噪声的影响，其估计精度和可靠性有限。针对这些问题，本文采用了新的频率估计方法从而减小栅栏效应的影响提高了频偏和符号速率的估计精度，并提出一种基于信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）和谱峰指数的置信度准则，增强了频偏估计的可靠性。以QPSK和16QAM为例，进行了仿真分析，仿真结果表明，改进算法复杂度略高于传统算法，但其性能优于传统算法性能，可以有效提高频偏以及符号速率的估计精度及其可靠性，16QAM和QPSK具有类似的性能趋势，但需要更高的信噪比才能达到和QPSK相同的性能。本文算法鲁棒性强，具有很好的应用价值。      

A coarse frequency offset estimation in an OFDM system using theconcept of the coherence phase bandwidth

We propose a new coarse frequency offset estimation algorithm in orthogonal frequency-division multiplexing systems, which performs robust operation in the presence of a symbol timing offset within an allowed range. The effect of a symbol timing offset on estimating a coarse frequency offset is analyzed, and the coherence phase bandwidth according to the allowed symbol timing offset is introduced. The proposed algorithm adapts the concept of the coherence phase bandwidth for the purpose of weakening the effect of the symbol timing offset     

Joint frame synchronization and frequency offset estimation in OFDM systems

A new joint frame synchronization and carrier frequency offset estimation scheme in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems is proposed in this paper, where both frame synchronization and carrier frequency offset estimation can be performed by using only ONE training symbol. Frame synchronization and carrier frequency offset acquisition are performed simultaneously in the proposed scheme. Reliable frame synchronization is obtained in the proposed scheme even in low SNR. The maximum carrier frequency offset acquisition range of the proposed scheme can be up to one half of the total signal bandwidth. The same training symbol can also be utilized to carrier frequency offset Fine Adjustment, which estimates the remaining carrier frequency offset after acquisition with higher accuracy. The performance comparison of the proposed Fine Adjustment algorithm and Schmidl's algorithm by using computer simulation illustrates and verify the superior performance of the proposed algorithm with regard to estimation accuracy.     

OFDM系统中对最大似然算法频偏估计的改进

深入研究了基于循环前缀(Cyclic-Prefix,CP)的最大似然算法(ML)算法。针对这个问题,对基于CP的ML算法做了如下改进,改进的算法同时对连续3个符号进行ML估计。符号定时同步时,当前符号同步信息能够通过前面2个符号的同步信息得到校正。在进行频偏估计时,通过使用观察窗,在窗口内进行连续频偏值的均值运算,对频偏估计值误差进行矫正。     

Improved Carrier Frequency Offset Estimation in OFDM Systems

1　Introduction　OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM )isaneffectivetransmissionschemetocombatmultipathfading[1 ] .Byinsertingaguardin tervalbetweensymbolblockscalledcyclicprefix ,theInterSymbolInterference (ISI)canbemitigat ed.OFDMwasadoptedasthemodulationschemeforaDigitalAudioBroadcasting(DAB)system[2 ]andADSL (AsymmetryDigitalSubscriberLoop) [3]andwasalsoproposedastheterrestrialHDTVtransportinEurope[4] .　OFDMsystemsareverysensitivetocarrierfre quencyoffset,andcarrie…