低信噪比环境下一种OFDM抗频偏定时同步算法

针对正交频分复用(OFDM)系统中定时同步算法在低信噪比条件下定时同步性能较差以及对频偏敏感的问题，提出了一种改进的定时同步算法。首先，基于不同根值的恒包络零自相关(CAZAC)序列互相关值接近于零的性质，设计了一种具有中心对称特征的前导序列，然后基于前导序列的结构特征，利用对称相关代替延迟相关设计对频偏不敏感的定时度量函数，最后通过捕获定时度量函数的峰值实现定时同步。仿真结果表明，与现有算法相比，所提算法抗频偏能力强且在低信噪比条件下具有更好的定时同步性能，适用于低信噪比频偏存在的通信系统。     

基于超混沌系统的正交频分复用时频同步算法

针对低压电力线信道噪声干扰强、多径衰落严重,而传统同步算法保密性弱、小数倍载波频偏估计易受多径衰落影响的缺点,提出一种适合于低压电力线通信信道的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)时频同步算法。将超混沌系统生成的混沌序列用于构造同步训练序列,提出新的定时偏差估计和小数倍频偏估计的算法,在延续循环移位的思想的基础上完成整数倍频偏估计。理论分析表明,混沌系统对初始值的敏感性与所提出的算法相结合,可极大地增强系统的保密性。仿真结果表明,所提出的定时偏差估计准确率高、频偏估计性能更优,能有效地对抗低压电力线通信信道的强噪声和多径衰落。     

TD-LTE空中接口信号频偏估计方法研究

在TD-LTE通信系统中,为了获得更高的信号质量,通信设备在接收信号时需要消除载波偏移带来的误差。提出了一种新型的融合正交性误差和载波偏移误差估计的分布式载波频偏估计算法,该算法在低SNR情况下具有较高的载波频偏估计精度,补偿同步后可大大提升TD-LTE通信系统的信号质量;并在不同的Doppler频移情况下,对载波频偏误差估算补偿进行验证,在该算法作用下,信号的解调质量非常好,同时证明了精确的载波频偏误差估计对于解调信号质量的好坏起到了至关重要的作用。最后通过解调的星座图对载波频偏估计算法对信道解调质量影响进行分析,信号质量明显提升。     

电力线OFDM系统整数频偏估计算法

正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术是电力线通信中重要的调制技术,而OFDM系统的主要缺点之一是对载波频率偏移非常敏感,故载波频偏估计是OFDM系统的关键技术之一。对采用Chu序列的互相关整数频偏估计算法进行改进,提出了基于最大后验概率准则的整数频偏估计算法。该算法在原有算法基础上考虑训练序列周围的数据符号和噪声影响,增加了一个修正项,可以进一步降低整数频偏估计错误检测概率,提高估计的准确性。仿真结果表明,与原互相关算法相比,该算法降低了一般通信信道和电力线通信信道下的整数频偏估计错误检测概率,在电力线OFDM通信系统中具有良好的应用前景。     

适用于宽带电力线通信的OFDM信噪比估计方法

首先介绍了基于电力线通信的正交频分复用模型,并进行了电力线信道和噪声建模。采用了具有重复结构的同步训练序列,使得频域上2个装载了数据的相邻子载波间有3个虚拟子载波,再利用虚拟子载波进行数据辅助估计;采用正交频分复用系统频域首尾两端的保护虚拟子载波进行信噪比盲估计。仿真结果表明：进行数据辅助估计时,如果实际信噪比较高,所提算法的精度和Boumard算法相近,否则所提算法的精度高于最小均方误差（MMSE）算法和Boumard算法;进行信噪比盲估计时,多数情况下,所提算法的精度高于二阶四阶矩（M2M4）算法。     

OFDM电力线载波通信系统中同步技术研究

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统能够对抗电力线环境中的频率选择性衰落、多径干扰、脉冲噪声等。由于符号定时偏差和载波频率偏差将会产生较为严重的符号间干扰(ISI)和信道间干扰(ICI),从而降低OFDM系统性能,所以OFDM关键技术之一同步技术的好坏占有较为重要的地位。本文对OFDM同步技术做了系统的研究和分析,给出四种同步算法,能够较好地进行符号定时同步和载波频偏估计,可针对不同的电力线通信环境选用不同的同步算法。     

一种改进的定时同步算法

离散傅立叶变化扩展的正交频分复用(DFT-S-OFDM)技术已被3GPP采用,作为长期演进项目(LTE)的上行调制方案,具有峰均比(PAPR)低等优势.该方案中接收机端现有的定时同步算法,大都不能适应低信噪比的高斯白噪声信道和多径衰落信道的恶劣环境.针对此情况,本文提出了一种改进的假设检验统计量,用来进行定时同步.理论分析与仿真表明,在AWGN信道和多径衰落信道下,低信噪比(-10dB)的工作条件,改进的算法对高速运动引起的多普勒频偏具有较强的抵抗力.接收机能快速、高准确率的同步上发送数据的帧头,改进算法对工程应用具有一定价值.     

基于前导辅助的SC-FDE系统频偏捕获方法研究

在单载波频域均衡(SC-FDE)系统中,载波频偏在频域会引起幅度的衰减和相位旋转以及载波间干扰.严重影响信号的正确解调.为消除载波频偏对SC-FDE系统影响,本文在研究基于前导辅助的最大似然载波频偏捕获算法的基础上,设计了一种新的前导结构,并给出了相应频率同步方案.仿真结果表明,该频偏估计方案在捕获范围和捕获精度方面均...     

基于DTMB标准多载波模式的同步系统设计

针对地面数字电视国家标准（DTMB）的多载波模式,设计了一个同步系统。提出一种实现DTMB多载波系统同步的流程。将同步系统划分为捕获和跟踪两种状态。通过判断定时误差提取器输出的互相关序列的相关峰的尖锐程度及位置是否发现改变,实现捕获和跟踪状态之间的切换。针对系统中可能出现的突发频偏,提出了相应的处理方法。仿真表明：在信噪比为20dB、AWGN和多径信道下,当频偏跟踪环路锁定后,残余频偏约为1Hz并且在AWGN信道下的帧体数据的星座图相比同步前有明显的改善;当突发状况导致系统不再同步时,系统能够自动恢复到同步状态。仿真结果验证了本设计方案的可行性。     

LTE低复杂度子帧同步及在扫频仪中的应用

3Gpp长期演进(long term evolution,LTE)技术中主同步信号是一组复小数序列,这使得子帧同步的运算量非常大.介绍了主同步信号的构成,分析了同步信道滤波器对子帧同步性能的影响.提出了通过量化近似本地主同步信号以减少LTE子帧同步运算量的方法,并在AWGN(additive white guassian noise)和LTE标准中的EVA(extended vehicular a model)多径信道环境下对此方法进行了仿真.仿真表明量化本地主同步信号不会影响小区主同步码号的识别,对FFT窗定时检测性能影响也非常小.通过运算复杂度分析,当把本地主同步信号量化为2bit后,该方法所需乘法和加法次数较量化本地主同步信号前分别降低约98.8％和70.3％.在不同信噪比和载波频偏环境下的仿真结果表明该低复杂度子帧同步方案可应用于信噪比大于0,初始载波频偏小于4 kHz,最大多普勒频移小于100 Hz的环境中.最后在FPGA上对此低复杂度子帧同步方法进行了实现,并成功应用于TDD-LTE扫频仪中.     

低压电力线OFDM载波通信系统符号定时同步方法

正交频分复用(OFDM)技术用于低压电力线载波通信可以有效克服电力线弥散信道的多径、频率选择性衰落特性的影响.但OFDM系统对同步误差的影响相当敏感,准确的符号定时和频偏估计是实现OFDM系统的关键.文中采用改进的延迟相关符号定时同步方法实现了低压电力线OFDM载波通信系统的准确符号同步.对比分析了双滑动窗功率比值法、延迟相关算法、改进的延迟相关算法应用于实际低压电力线弥散通信环境中的效果,结果表明采用改进的延迟相关算法更稳定可靠,精度更高.实际低压电力线信道实验网络测试表明,改进的延迟相关算法可以更准确有效地进行OFDM系统符号定时,且符号定时同步不受频偏影响,具有很强的鲁棒性.     

利用训练符号进行SC-FDE系统粗定时同步算法的研究

定时同步是单载波频域均衡(SC-FDF)系统所有同步内容中最关键的部分,其中的粗定时同步阶段则关系到整个定时同步能否正确建立。本文对SC-FDE系统粗定时同步算法中最常用的采用训练符号的估计算法进行了专门的研究,总结出了这一类算法的实质,概括出基于被分为4个相同部分的训练符号这一结构的3组重要的相关曲线。本文研究的结论将为SC-FDE系统粗定时同步提出新的算法和改进已有的算法提供理论基础,为系统其他部分乃至系统的整体设计提供技术参考。     

宽带OQPSK信号实时多域测试定时同步技术研究

提出了一种全新的宽带OQPSK信号实时多域分析架构,该架构能够同时实现宽带OQPSK通信信号实时多域联合分析和高精度指标测试。在此基础上,提出并详细讨论了一种面向测试的高精度宽带OQPSK通信信号联合定时同步算法。该算法采用基于多相滤波的任意倍数重采样器和基于最大似然估计（ML）的前馈载波相位和定时误差估计算法,通过对任意码率的被测OQPSK信号连续处理,快速实现高精度符号定时同步。该算法避免了OQPSK解调中载波同步和符号定时同步之间的相互影响和制约。经仿真验证,和传统的基于Lagrange插值的重采样算法相比较,具有更好的频谱抑制性能和更高的变换精度。结合载波相位误差和定时误差联合估计,快速实现了OQPSK信号高精度符号定时同步。     

OFDM电力线载波通信系统的定时同步和模式识别

为了提高电力线载波通信系统对抗恶劣信道环境的能力,设计了适用于正交频分复用(OFDM)电力线载波通信系统的前导序列结构,基于此结构提出了一种新的定时同步方法和模式识别方法。MATLAB仿真表明,该定时同步方法可明显提升电力线载波通信系统在恶劣环境下的系统性能,与传统定时同步方法相比,定时同步偏差均值和方差都具有优势,所提出的模式识别方法也可准确识别低信噪比下的系统工作模式。     

基于ABPSK的自适应盲同步载波恢复算法研究

卫星通信作为大有发展前途的通信方式之一,在全球范围内得到了广泛的应用。针对卫星通信中由于多普勒频移造成的大频偏无法利用相位处理直接完成的问题,本文提出了一种基于ABPSK调制方式的自适应盲同步载波同步算法,包括载波频偏估计算法和载波相位估计算法。该算法利用前向载波频偏估计开环与载波相位估计闭环校正,完成载波频率的快速捕获和载波相位的跟踪。利用ADS软件进行理论分析和计算机仿真表明,该算法简单有效,运算量小,便于用FPGA器件来实现,适用性强。     

无线传感器网络能量有效精度可控时间同步

针对无线传感器网络对时间同步低能耗的需求,以及不同时间同步用户对同步精度要求的不同,提出了一种能量有效精度可控时间同步方法.基于GPA算法构建网络的PS向量,结合PBS实现网络节点的时间同步分组传输,减小网络同步分组数据的传输量,降低时间同步的能耗;通过联合极大似然法估计节点间的相位偏移和频率偏移,为高精度时间同步提供保证;基于最大频率偏移估计获取网络同步误差,通过RBF神经网络控制器实现同步周期和同步分组次数的实时调整,在保证同步精度的前提下降低同步算法的能耗.最后,通过实验验证了算法的有效性。     

一种QAM同步方案的研究与实现

正交幅度调制（QAM）是一种频谱利用率高、实现较为方便的载波传输方式。针对高阶QAM系统对于载波恢复、符号定时的严格要求,提出并实现了一种全数字同步方案。在发送端插入导频,接收端先利用LMS自适应陷波算法分离导频和信号,接着使用NVS算法自适应地完成载波跟踪,然后将解调后的信号送往符号定时模块,通过基于能量检测原则的最大平均功率内插定时算法实现码元同步。基TI的TMS320C542芯片的实现,表明上述方案是完全可行的。利用QAM技术对传统的电力线载波机进行改造,可大大提高其容量和性能。     

基于电力线信道的OFDM同步算法的仿真

针对OFDM在电力线载波通信中的应用,分析研究了SC的OFDM同步算法,并在此基础上提出了一种针对电力线信道的改进的OFDM同步方案。该方案在保证有效符号定位的情况下,扩大了频率偏移的估计范围,改善了归一化频偏在边界点附近的估计失真问题。通过所建立的电力线信道模型和电力线载波通信仿真平台,文章对提出的同步算法进行了仿真,证明了该方案的可行性。     

SC-FDE系统中符号定时同步技术研究

在SC-FDE（单载波频域均衡）系统中,符号同步的目的是确定接收端每个SC-FDE符号的起止时刻,即确定准确的FFT（Fast Fourier Transform）窗口位置。在对Schmidl＆Cox、H.Minn及Serpedin3种符号定时同步算法进行深入研究的基础上,提出了一种改进的符号定时同步算法,并对其定时性能进行了验证。仿真结果表明,改进算法在SUI-3多径信道中具有较好的定时性能。     

高速卫星通信中全数字载波同步算法的研究

为满足在高速率卫星通信中全数字化中频解调的要求,对全数字化载波同步算法进行了深入研究,根据奈奎斯特采样定理以及中频采样定理,分析了利用高速中频调制BPSK/QPSK信号恢复本地同步相干解调载波算法的可行性。同时给出了全数字锁相环算法及720MHz中频调制信号下全数字载波同步算法的设计与实现,对其关键组成模块:鉴相器、数控振荡器和环路滤波器等给出了详细的设计方法,并最终使用MATLAB对算法进行了功能仿真,仿真结果表明该算法能够很好地实现数字解调端的载波同步功能,能够完成1MHz以内频偏锁相的功能,相位误差较小,达到了卫星通信系统接收端载波同步的性能要求。