一种适用于散射通信的联合帧同步和频偏估计算法研究

针对对流层散射通信中存在的多径衰落以及收发两端频偏,对一种适用于对流层散射通信的联合帧同步和频偏估计算法进行了研究;设计了一种适用于对流层散射通信的新型同步帧结构,其在帧同步信息前增加了周期循环PN序列用于辅助判决,能够提高衰落信道下的信号起点捕获概率;采用基于FFT的部分相关频域捕获算法,搜索最大相关值和频偏索引,同时完成了帧同步和频偏估计;在多径衰落和频偏影响下实现了联合帧同步和频偏估计算法;仿真结果表明:在衰落速率5 Hz,频偏1000 Hz散射信道下,正确捕获到帧同步信息概率在-4 dB信噪比下仍可达到90%以上,且频偏估计偏差在0.4 Hz以内     

复杂多径下IR-UWB自适应频偏估计算法研究

在脉冲超宽带定位系统中,时钟频率偏移是影响测距和测角精度的重要因素;针对复杂多径下频偏估计精度低的问题,设计了一种适应复杂多径环境的脉冲超宽带自适应频偏估计算法;首先,借助脉冲超宽带信号的抗多径优势,将实时估计的信道脉冲响应作为自适应匹配滤波模板,以保证复杂多径下相关峰的准确提取;利用相关峰辐角信息得到前导符号的相位序列;再使用贝叶斯估计算法提高频偏估计精度;在IEEE 802.15.4a标准CM1、CM2多径信道下进行仿真,仿真结果表明,低信噪比情况下,频偏估计估计精度保证在0.2 ppm以内;在巷道环境实验结果表明,50 m范围内频偏估计标准差在0.06 ppm以内;实现了复杂多径环境下高精度频偏估计,具有较强的实用性。     

基于线性回归的UWB系统频偏估计算法

提出了一种利用接收序列与本地PN序列的相关值辐角的线性回归来估计UWB系统载波频偏的方法,该算法将接收序列与本地PN作相关,利用辐角随时间的线性变化特性,将相关值辐角作线性回归估计频偏.仿真结果表明,与传统PN相关频偏估计算法相比,该算法性能稳定,在有效估计区间内估计精度不受频偏大小影响,抗多径能力强,在低信噪比仍有较高的估计精度.此外,此算法与系统同步使用相同的PN序列与相关计算结果,节约了系统资源,易于实现.     

一种新的LTE系统频偏估计算法

相位差分算法是LTE系统中经典的频偏估计算法,受LTE信号结构的限制,其估计范围较小且不能工作于跳频传输模式.针对相位差分算法的缺点,提出了一种基于互相关函数能量比的频偏估计算法.该算法根据LTE上行链路PRACH信道中ZC序列循环移位和频偏之间的关系,利用接收ZC序列与原始序列的互相关函数和接收ZC序列与原始序列的单位循环移位序列的互相关函数的能量比来估计频偏,可增大频偏估计范围,减少信噪比对估计误差的影响,且不受跳频传输的影响.仿真结果表明,相比传统的相位差分算法,该算法频偏估计范围更大,估计精度随信噪比变化较小,可有效改善LTE系统频偏估计性能.     

基于ZigBee的LS频偏估计改进算法

针对无线信道的多径干扰特性,本文对基于最小平方(LS)误差准则的数据辅助式频偏估计算法进行改进,提出一种根据训练序列或前导符的相关性进行频率偏移估计的改进算法.在ZigBee协议条件下的仿真结果表明该改进算法的均方误差优于BAF(best angular fit)算法的均方误差.当信噪比(SNR)大于9 dB时,该算法的频偏估算精度接近于粗略频偏估计与精细频偏估计相结合的估计算法,其估算均方差接近克拉美—劳下界(CRLB).因此,在大城市无线信道环境下,该算法能满足基于ZigBee技术的无线自动抄表的通信要求.     

频率选择性衰落信道下的同步参数联合盲估计算法

对于多径频率选择性衰落信道以及低信噪比环境下线性调制信号的同步参数盲估计问题,提出基于循环累积量的载波频偏、初始相偏和符号定时误差前向联合盲估计算法。通过理论推导得出多径频率选择性衰落信道下信号的循环累积量与初始相偏和符号定时误差的数学关系。在此基础上先以较大频率间隔进行粗估计确定频偏范围,再以较高精度遍历检测信号特定循环频率,提高载波频偏估计精度,进而由累积量值估计出初始相偏和符号定时误差,不依赖于信道衰落和加性噪声的分布特性,尤其适用于频偏、相偏、定时误差和信道衰落同时存在的复杂情况。仿真结果表明,该算法 能有效实现低信噪比和多径频率选择性衰落信道下对线性调制信号同步参数的联合盲估计。     

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。     

基于信号分解的MFSK信号码元速率估计算法

针对MFSK信号码元速率估计问题,提出了一种基于信号分解的估计算法。算法将MFSK信号分解为M个单音信号的形式,利用信号的循环平稳特性,在所有单音信号包络和的频谱中提取MFSK信号码元速率对应的谱线,从而实现对MFSK信号码元速率的估计。该算法仅需将MFSK信号的频率集作为先验信息,同时允许信号含有载波频偏。经过理论分析可知,该算法在多径信道条件下同样适用。仿真实验表明,该方法在高斯信道下有良好的估计性能,在多径信道下性能损失很小,表现出良好的实用性和鲁棒性。     

两种基于自适应相位补偿的FDOA估计算法

将约束的自适应相位差估计补偿算法引入到频偏估计当中,实现信号间相位对齐。然后,利用自适应相位补偿因子,根据估计方式的不同,给出了两种频偏估计算法:基于时间平均的算法与基于线性拟合的算法。基于时间平均的频偏估计算法是一种渐进无偏的估计算法,具有可控的误差和非常小的均方差,以及计算简单的特点。仿真结果表明当信号信噪比大于-3dB时,基于线性拟合的频偏估计算法性能与CRLB非常接近。     

一种DTMB系统信道估计改进算法

为减小拖尾效应和加性噪声对数字电视地面广播(DTMB)系统的信道估计精度的不利影响,针对DTMB系统帧头模式2下的信道估计,提出一种改进的最小二乘(LS)信道估计算法.该算法采用试凑法从DTMB系统信号帧中PN帧头序列内选取最佳的一段PN序列,利用所选取最佳PN序列构造用于改进的LS信道估计算法的最优频域子载波,使用改进的LS信道估计算法获取信道的脉冲响应估计初值;并根据信号的正交振幅调制(QAM)方式,选取最佳噪声门限对信道的脉冲响应估计初值进行时域滤波去噪,以获得信道脉冲响应终值.仿真结果表明,该算法可有效减小拖尾效应和加性噪声对信道估计精度的影响,提高DTMB系统在帧头模式2下信道估计的精度.     

基于盲辨识和盲均衡的直扩信号伪码估计方法

为了解决多径信道下直接序列扩频信号的伪码盲估计问题,在直扩信号等效联合信道模型的基础上,提出一种信道盲辨识与数据重用盲均衡相结合的伪码盲估计方法。该方法利用信道盲辨识方法估计得到等效联合信道,通过数据重用盲均衡进一步估计出伪码。理论分析与仿真验证表明,该方法在低信噪比条件下仍然可实现对多径直扩信号伪码序列的准确盲估计,并且对于m、Gold、M序列等不同伪码具有广泛适应性。     

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。     

一种新的高分辨时延估计算法

多径分量重叠衰落下的精确时延估计对很多系统而言都非常重要,对于定位技术更是如此。近来,MUSIC算法被用来估计信道测量中的多径时间弥散参量,还被用于频域室内几何定位,且性能优于基于IFFT的时域分析。本文首先讨论了MUSIC算法应用于带限脉冲时延估计时存在的问题,针对该问题提出了一种带滑动窗解卷积的、基于MUSIC算法的新的时延估计器,最后将这一算法通过计算机仿真与其它算法作了对比分析。     

基于级联随机共振的直接序列扩频信号的捕获方法

在直接序列扩频信号的捕获中,针对低信噪（SNR）比以及大频偏对信号捕获产生影响的问题,提出了一种基于级联随机共振的直接序列扩频信号的捕获方法。首先将输入信号通过部分匹配滤波器进行处理,当本地伪码和输入信号伪码相位对齐时,输出信号仅剩下了残余多普勒频偏;然后将该信号进行级联随机共振,从而提高信号的输入信噪比;最后通过快速傅里叶变换（FFT）谱分析,可以在频谱上得到清晰的谱峰,进而求出多普勒频偏值。通过理论分析和实验仿真可知,在输入信噪比为-26 dB的情况下,所提方法能够提高直接序列扩频信号的捕获灵敏度,并且通过两级级联随机共振系统后输出信噪比提高了15 dB左右;同时与传统捕获算法相比,该方法的正确检测概率提高了4 dB左右。所提方法不但能抑制噪声,而且能将部分噪声能量转换为信号能量,同时能够改善大多普勒频偏的影响,在捕获弱信号方面有着极大的优越性。     

新的OFDM系统载波频偏盲估计算法

针对现有频偏估计算法复杂度高的问题,提出一种新的基于恒模信号的盲估计算法。假定信道变化缓慢,紧邻OFDM符号将产生相同信道响应,通过衡量它们之间的幅度差异,推导出一种目标函数,采用曲线拟合法对目标函数进行拟合并求得最小值时,即得到最接近真实值的CFO估计值。仿真结果表明,所提算法与现有PDE-F[1]算法和PDE-T[2]算法相比,提高了估计精度,降低了复杂度,尤其在窄带噪声和接收信号增益不断变化的环境下,该算法具有更好的适用性和稳定性。     

一种有效的LTE下行残留频偏估计方法*

针对LTE系统对载波频偏敏感的问题,提出了一种适用于LTE下行的残留频偏估计方法。该方法利用时域相邻的主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)的频域信道估计值的共轭相关运算来估计载波频率的残留偏差。理论分析表明,该算法估计范围小,但估计精度高,且运算量少,实现复杂度低。同时仿真验证了该算法在高斯加性信道(AWGN)和多径衰落信道下均有良好的性能。     

分布式MIMO-OFDM信号多频偏多信道联合盲估计

针对多径衰落信道下分布式多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中频偏信道联合盲估计难的问题,提出了一种有效的多频偏多信道联合盲估计方法。该算法利用盲解卷积分离算法接收信号的同时得到有频偏影响的多个信道,对分离后的多个信号进行逐个频偏估计,补偿整体信道并去除信道模糊度,得到有效的信道估计值。仿真结果表明,与基于导频的频偏信道估计方法相比,所提算法可在5 dB获得1e-6的频偏估计精度,在15 dB左右获得1e-2的信道估计精度,实现了分布式MIMO-OFDM信号的多频偏多信道联合盲估计。