无线传感网载波频率偏移估计方法的改进*

无线传感网的低功耗、低成本等特性,要求设备能在低信噪比环境下快速完成突发通信的载波频偏估计,保证数据传输的正确性,因而需要对低信噪比和大频偏范围的频偏估计算法进行研究。Fitz算法是较为经典的载波频率偏移估计方法,具有算法精确度高和估计信噪比门限低等优点,但此算法的频偏估计范围与精度之间呈反比关系,频偏估计范围越大,估计精度越低。针对Fitz算法进行改进,利用迭代的方法展开信号自相关相位,代入Fitz算法估计载波频偏,在保持Fitz算法精确度高和估计信噪比门限低优点的同时,将其估计范围扩大了M倍,M为最大     

一种基于子空间的OFDM载频盲估计方法

利用正交频分信号自身的结构特性,提出了一种基于子空间的载波盲同步方法:利用OFDM信号子空间与噪声子空间的正交性进行小数倍频偏估计;对小数倍频偏进行补偿后,根据整数倍频偏会引起信号自相关矩阵对角线上的非零元素在子载波间平移的特点进行整数倍频偏估计。给出了理论分析过程和仿真实验结果。仿真结果表明,该算法具有较大的频偏估计范围以及良好的估计精度,算法性能几乎不受信道条件及系统子载波调制方式影响,且该算法只需要较小的数据量就能获得稳定的频偏估计性能。另外,该文还对仿真中存在的实验误差来源进行了分析。     

一种改进的频偏估计算法及其性能仿真

论文在比较分析现有基于数据辅助的经典频偏估计算法的基础上,提出了一种改进的Fitz载波频偏估计算法.与原算法相比,该改进算法不仅扩大了频偏估计范围,同时提高了频偏估计精度.通过仿真验证了该改进算法性能.     

一种新的DFT频偏估计算法

针对无线数字通信中的载波频率同步问题,提出一种新的载波频偏估计算法。利用离散傅立叶变换(DFT)算法,通过迭代算法,在较大频偏范围内估计出载波频偏,并且在估计精度上相对于DFT法有了很大的提高。这种算法不需要增加DFT数据长度,适合突发工作方式。Monte Carlo仿真实验的结果表明新算法不仅具有宽的估计范围,还具有高的估计精度。     

MC-CDMA系统载波频偏估计

多载波码分多址（MC-CDMA）系统的微小载频偏移将破坏子载波之间的正交性,恶化系统性能,因此需要载频偏移估计和补偿;各个载频偏移的最大似然估计是个多维的全局搜索过程,计算复杂。提出一种MC-CDMA系统上行链路的基于粒子群算法的多用户频偏估计算法,降低了频偏估计方法的计算复杂度。仿真结果表明,基于粒子群算法的MC-CDMA系统多用户频偏估计方法的估计性能好,其均方误差小于基于虚拟子载波的多用户频偏估计的均方误差。     

基于FFT和长时延自相关函数的频偏估计方法

为了解决低信噪比条件下载波频偏估计中的估计范围和估计精度的矛盾,在比较分析现有经典估计方法的基础上,提出一种基于FFT和长时延自相关函数的频偏估计方法.该方法利用FFT进行粗略频偏估计以校正频偏,使得校正后的频偏落入到长时延自相关函数能够估计的频偏范围内,利用几个长时延函数得到的剩余频偏估计值进行加权得到精确的频偏估计值.此方法将频偏估计范围提高到数据速率的一半,保证了在大频偏时的低信噪比门限,同时它在整个量化频率范围内的性能平稳.通过仿真验证了该方法估计精度高、捕获范围大、以及性能平稳的特点.     

基于载波频偏盲补偿的MIMO OFDM系统同步算法

给出了基于载波频偏盲补偿的MIMO OFDM系统同步算法：首先,将接收到的序列进行载波频偏盲补偿;然后,进行粗时间同步和载波频偏估计;最后,应用估计出的载波频偏进行载波频偏补偿,利用经过载波频偏补偿后的序列进行符号定时同步。该算法最大限度地抑制了载波频偏对符号定时同步的影响。仿真试验证明,该算法有着良好的性能。     

面向载波聚合的FBMC系统多频偏联合估计*

针对面向载波聚合的滤波器组多载波FBMC（Filter bank multicarrier）系统中所存在的多频偏问题,提出一种适用于该系统的多频偏联合估计方法。根据FBMC系统符号重叠特性,每个分量载波上均采用训练序列构造周期性输出信号区间,依据多重信号特征分解理论,对输出信号区间协方差矩阵进行特征分解,通过构造频偏谱函数并进行峰值搜索得到多个频偏估计值,结合互相关函数完成多个频偏估计值分配过程。仿真结果表明,采用所提算法总体上可以将频偏估计的均方根误差控制在10-3左右。因此,该算法可以有效解决面向载波聚合的FBMC系统多频偏估计问题。     

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。     

CMMB系统的整数倍载波频偏估计方法

在中国移动多媒体广播(CMMB)系统中,发送端的加扰使基于导频相关的整数倍载波频偏估计方法无法正常工作。针对该问题,提出一种适用于CMMB系统的整数倍载波频偏估计方法。利用CMMB帧结构中特有的同步信号进行整数倍载波频偏估计,避免发送端加扰对频偏估计的影响。仿真结果表明,该方法在低信噪比、高多普勒频偏的多径信道下仍具有良好的估计性能。     

基于自相关的宽范围高精度频偏估计算法

基于自相关函数的载波频偏估计算法存在捕获范围与估计精度相矛盾的问题.针对该问题,采取新的相位展开措施,对观测信号自相关函数做快速傅里叶变换以粗估频偏,利用该频偏对高延时自相关函数值进行相位展开,对频偏估计结果求均值.该算法在保持较高估计精度的同时将估计范围扩大到1/2MT.仿真实验结果证明了该算法的有效性.     

DTMB系统的同步算法设计与实现

针对DTMB系统设计并实现了一种同步方案。该方案采用延迟相关和本地互相关的联合同步算法,准确地完成信号帧同步,通过载波频偏估计和纠正有效地抵抗多径和频偏的影响。仿真表明在多径信道下该方案能够准确地实现帧同步和载波频偏估计。该联合同步方案复杂度低,易于硬件实现。     

OFDM系统模拟前端非理想因素的估计补偿

针对正交频分复用系统中3种模拟前端非理想因素(载波频偏、IQ失配、采样频偏)影响系统性能的问题,提出一种新颖的联合估计与补偿算法。在时域对载波频偏和IQ失配进行估计与补偿,在频域对残余载波频偏与采样频偏进行估计与补偿。仿真结果表明,与一些传统算法相比,该算法能利用更少的数据辅助资源,提高估计精度,即使存在较大非理想因素的影响,仍能够提供较低的误码率。     

基于时频联合的OFDM系统载波频偏估计方案及FPGA实现*

提出了一种完整的OFDM时频联合载波频偏估计方案。首先利用时域插入的CAZAC前导码进行符号粗同步和时域小数频偏估计,然后使用频域插入的连续导频对FFT解调后的数据进行整数频偏估计,最后使用相邻符号的连续导频对残余的相位误差进行跟踪,得到精确的载波频率同步。给出了算法各部分的FPGA实现框图和硬件电路实测效果。仿真结果表明,本方案可以对±N/2个子载波间隔内的载波频偏实施快速捕获与跟踪,估计精度达到10-3～10-4,具有很好的工程实用性。     

基于插值和周期图法的高动态信号载波频偏粗估计

针对卫星通信系统中接收信号载波动态范围大、信噪比低造成的信号载波同步困难的问题进行了研究。基于联合插值和频域移位平均周期图法的载波频偏估计算法,通过对半符号周期频域移位平均周期图法中各并行支路输出的功率谱峰值波形进行双谱线插值,以进一步降低载波频偏变化率估计误差,进而改善原算法捕获概率。仿真结果显示,当比特信噪比为2.5 dB时,相比于半符号周期频域移位平均周期图法,该算法只增加了一次插值计算就可以实现将载波频偏变化率估计误差降低27%。在同等估计精度和参数设置下,相比于半符号周期频域移位平均周期图法和带补零频域移位评价周期图法,基于联合插值和周期图法的载波频偏粗估计算法可达到更高的捕获概率。     

OFDMA上行链路载波频偏估计

提出了一种适合任意结构载波分配方式的OFDMA上行链路频偏估计算法。该算法假设每个用户均发送一训练序列,先对载波频偏和信道作联合最大似然估计,再利用AP算法将多维参数估计简化成一系列一维参数估计,降低计了算量。仿真结果表明,本文提出的方法能提供较精确的载波频偏估计。     

基于DTMB系统的大载波频偏估计方法

针对现有方法在大载波频偏条件下无法工作的问题,提出一种应用于国标数字电视系统DTMB系统的大载波频偏估计方法,利用国标系统中信号帧的结构特点,结合功率检测器,通过3个步骤完成载波频偏估计。与传统DTMB系统载波频偏估计方案相比,该方法具有更大的载波频偏估计范围。仿真结果表明,该方法在AWGN信道下最大可支持±400kHz的载波频偏,在AWGN信道和多径信道下均满足系统要求。     

一种低信噪比下8PSK的快速载波同步及FPGA实现

传统的8PSK频偏估计方法通常需要上百个符号完成,其优点在于能够实现较大的载波频偏补偿,但是同步时间较长,不适用于短时突发通信条件下的快速载波频偏估计。特别是在低信噪比下,更是很难达到快速锁定的目的。基于在低信噪比条件下,数据包长度有限的短时突发通信,提出了一种8PSK快速载波同步的方法,并在FPGA上得到实现。经验证,该方法实现简洁有效,硬件开销小,同步时间短。     

正交频分复用系统中的载波频偏估计方案

针对正交频分复用( OFDM)系统中模拟前端的非理想因素(包括载波频偏和I/Q失配等)对系统性能的影响,提出一种在频域对非理想因素进行载波频偏估计的方案。根据ECMA-368标准建立信号模型,在频域对3个连续前导符进行处理,并采用余弦函数算法与正切函数算法对载波频偏进行估计。仿真结果证明,与传统载波频偏估计方案相比,当噪声干扰或I/Q失配程度较大时,该方案仍具有较高的估计精度,增强了OFDM系统的鲁棒性。     

宽带系统中载波频偏与采样频偏的联合估计

提出一种针对多波带正交频分复用系统中载波频偏与采样频偏的联合估计算法。为了在频偏较小时获得对噪声干扰足够的鲁棒性,用预偏转技术把频偏预旋转到一个较大的值作估计。该算法在频域处理3个连续相同的前导符,它对频率相关性I/Q失配和频率无关性I/Q失配都具有很好的鲁棒性。基于多波带正交频分复用超宽带无线传输系统的仿真结果,验证了提出的载波频偏和采样频偏联合估计算法的有效性。