多径衰落信道下OFDM定时同步算法的研究

利用循环前缀（CP）能量差分特性和集相关特性对已有的定时同步算法加以改进,提出了一种新的正交频分复用（OFDM）符号同步算法. 在多径衰落信道环境下,CP的能量差分特性和集相关特性在CP后部均未受到多径的破坏,所提算法优化利用了CP的这2种特性. 仿真结果表明,该算法在多径衰落信道下能获得较好的符号定时同步性能;同时消除了频偏对符号定时的影响,且在一定范围内随多普勒频移的增加,符号定时同步性能得到进一步改善.     

利用重复结构训练符号的OFDM同步算法性能分析

在OFDM同步算法中,利用重复结构训练符号的同步算法具有结构简单、频偏估计精度较高等优点,因此被广泛使用,但很少有研究结果分析这类算法所适用的信道环境,以及多普勒效应对算法性．能的影响。为此,开展了对利用重复结构训练符号的OFDM同步算法性能的研究,通过理论分析和仿真实验,指出了这类算法所适用的信道环境：在AWGN信道、多径信道以及多普勒信道下,该算法能进行准确的定时同步和频偏估计,但在信道中同时存在多径衰落和多普勒效应时,这类算法的定时同步性能会迅速下降,且小数频偏估计将成为有偏估计。即利用重复结构训练符号的OFDM同步算法对多径衰落和多普勒效应均具有较强的鲁棒性,但当信道中二者同时存在时,该算法的鲁棒性较差．     

连续相位调制的定时-频偏联合估计方法

针对连续相位调制信号的同步问题,研究了一种定时-频偏联合估计算法.算法分3步实现：(1）对接收基带信号差分并平方,得到四阶非线性变换值;（2）求其二阶统计量;（3）基于该统计量联合估计定时偏差和载波频偏.通过改变载波频偏值及参与二阶统计量计算的符号数,对定时同步及频偏估计性能进行研究.在加性高斯白噪声信道及Rice慢衰落信道下分别进行仿真.加性高斯白噪声信道仿真表明,算法在载波频偏达到15%符号率条件下仍有出色同步性能,当参与估计的符号数等于64时,定时偏差和频偏均方误差分别达到10－6及10－5以下;低信噪比不影响算法定时恢复性能.Rice慢衰落信道仿真表明,算法具有一定的抗衰落能力,适当改变Rice信道模型参数能提升其性能.算法采用非数据辅助方式及前馈结构,同步捕获快速,实现简单,适合于突发通信.     

光信号接收的定时同步算法研究

针对可见光通信和正交频分复用的信号调制的特点,在传统算法基础上,从定时测度函数和训练序列结构两个方面提出改进,利用最大滑动自相关原则,进行能量归一化,解决"相关峰平台"问题,实现符号精准定位。仿真结果表明:无论在AWGN信道还是在多径衰落信道中,改进算法都能保证优良的定时同步性能和通信低误码率。尤其在低信噪比的条件下,改进算法的误码率在0.3左右,而SC算法的误码率高达0.9以上。     

OFDM系统中一种改进的基于循环前缀的同步迭代算法

在考虑了多径衰落信道的影响下改进了基于循环前缀的最大似然(ML)同步迭代算法,利用多个OFDM符号中相同位置的抽样点相加对参与相关计算的抽样点进行了修正,使抽样点的幅度变化降低,从而提高了同步迭代算法的精度。同时弥补了原ML迭代算法只在高斯白噪声信道背景下才能得到准确的定时和频率偏差估计的不足,实现了多径衰落信道下的同步估计。分别在高斯白噪声信道下和多径衰落信道下进行了仿真实验,结果表明:改进迭代算法在任一信道下都具有较好的同步性能。     

改进的OFDM迭代最大似然定时同步方法

针对基于循环前缀的ML定时同步方法和迭代ML算法不适用于多径信道和瑞利衰落信道的问题,提出一种改进算法。进行一次ML算法得到定时估计,作为迭代ML算法的初始值,利用多组数据联合估计来克服多径衰落和瑞利衰落的影响。仿真结果表明,该算法在AWGN信道、多径信道和瑞利衰落信道条件下均能进行有效定时同步。     

MIMO-OFDM系统中高性能同步算法

利用所有发送天线同时发送的移位正交chu序列对已有的定时和频偏估计算法加以改进,提出了一种在多径衰落信道下具有高精度的快速多入多出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统定时和频偏估计新方法．分析表明,新方法具有定时准确检测概率高和小数频偏估计准确的优点,并且利用该算法可以在时域直接估计整数频偏,无需进行FFT运算,从而降低了系统同步的计算量．新算法的有效性在AWGN和第一径不是最强径的多径衰落信道下得到了验证．     

单载波频域均衡技术的定时同步研究

针对符号定时误差容易引起单载波频域均衡（SC-FDE）调制中的符号间干扰问题，提出了一种符号定时同步的新算法.该算法基于IEEE802.16推荐的帧结构,利用多个前导字的独立互相关特性和数据序列中插入的独特字（UW），对定时误差进行初始估计，并用内插环路进行定时估计误差的跟踪，获得定时同步结果.计算机仿真结果表明，在白高斯噪声信道和多径衰落信道条件下，该算法定时估计结果的方差和均值与理想条件下的结果一致，定时误差出现概率集中在正确位置.与传统定时同步方法相比，该算法可以获得精确的符号定时同步性能，且不增加系统的运算资源.     

基于卷积神经网络的高性能5G下行同步算法

为解决第5代移动通信系统(5G)下行同步在低信噪比和大频偏环境下成功率低的问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)的同步信号块(SSB)检测算法及改进的混合相关同步算法。在无先验信息的情况下,利用最大自相关准则和循环前缀的特性对无线信号进行分段,生成数据集。在此基础上,构建了适用于检测承载SSB信号片段的CNN,对任意一个SSB进行检测,实现了SSB目标区间的快速定位,减少了相关过程中的搜索范围。进一步使用改进的混合相关算法,在目标区间完成主同步信号定时同步及频偏估计。仿真结果表明,所提算法具有良好的SSB检测率和定时同步性能,能够有效抵抗噪声和频偏的影响。     

利用循环前缀的OFDM系统定时同步算法

在频率选择性衰落信道下,由于符号间干扰(ISI)的存在,利用循环前缀(CP)的最大似然正交频分复用(OFDM)系统同步算法性能较差.首先,通过改善循环前缀"集相关"特性存在的缺陷,提出了一种新的定时度量函数.利用无符号间干扰区间内的采样点,对相隔OFDM符号长度的两个数据块进行相关运算.其次,提出新的检测函数,在由定时度量函数最大值和循环前缀长度确定的区间内,搜索检测函数的最大值,得到定时偏移估计值,完成定时同步.仿真结果表明,在频率选择性衰落信道下,与已有算法相比,本算法定时偏移估计值期望更接近理想值,均方差更小,复杂度更低.     

基于似然比的码辅助Turbo迭代同步算法

针对传统接收机在低信噪比环境中因同步损失而引起的Turbo码纠错性能恶化问题,结合Turbo迭代机制,提出基于对数似然比的最大似然比均值(MMLR)码辅助同步算法。首先采用改进的数据辅助方法,将定时误差控制在一个码元周期内;然后根据信号同步、失步时译码输出似然比分布差异,反馈误差信息,进行迭代相位估计。该算法充分发挥译码器的校正纠错功能辅助同步环节,有效地提高了同步精度。最后针对最小移频键控(MSK)信号建立Turbo-MSK仿真模型。仿真结果表明,在极低信噪比下,该算法能够准确完成定时和相位估计,获得与理想同步近似的可靠性能。     

OFDM码元定时和频率偏差估计中的最佳相关长度分析

码元定时和频率偏差估计是OFDM系统的关键技术之一．以相关运算为核心的最大似然算法(ML)在OFDM码元定时和频率偏差估计中得到广泛的应用．如何确定多径传播环境中接收机最佳相关长度是影响ML算法实际应用的关键．通过分析得出：减小ML中相关窗长度可以有效地抑制多径传播的影响;其最佳相关长度等于循环前缀与最大多径时廷之差．部分相关ML算法首先利用子空间分解技术动态跟踪多径信道变化,再实时计算出最佳相关长度用于码元定时和频率偏差估计．仿真结果证明新算法可以有效地抑制多径传播对同步估计性能的影响．     

一种抗窄带干扰的OFDM符号定时同步改进算法

为了提高正交频分复用(OFDM)系统定时同步的抗窄带干扰能力,利用加扰的思想对Park算法的前导符号进行了改进,并提出了新的定时测度函数. 通过TU-6多径信道下的仿真表明,在窄带干扰的影响下改进算法仍能保持尖锐的相关峰值特性,实现准确的定时估计,同时其性能会随着子载波数的增加得到提升. 此外,改进算法也降低了相关旁峰的大小,提高了定时同步的抗噪声能力.     

一种上行OFDM-CDMA系统的时频同步算法

提出了一种适用于上行正交频分复用码分多址接入(OFDMCDMA)系统的简单定时和频率同步方法. 在该方法中,首先通过利用各自在频域和码域上正交训练序列的相关性来完成多用户符号定时估计;然后利用最大似然原则得到频偏估计. 仿真结果表明了该算法具有优良的最小均方误差性能.     

OFDM系统中新的同步与信道联合估计算法

提出了一种新的基于判决反馈的OFDM同步与信道联合跟踪算法。该算法提取出信道估计结果中包含的同步信息用于实现同步估计,并利用同步估计结果对信道估计结果进行修正,使其尽量逼近真实信道。仿真结果表明该算法在信噪比较大时可以获得较高的估计性能,具有计算量小和实现简单的优点。适当增加块长具有更强的抑制噪声的能力,但却减弱了信道的时变跟踪能力,因此块长的选择必须权衡考虑。     

非合作通信中MQAM的定时载波联合同步

针对非合作通信系统中多径信道下含有大符号率偏差的M进制正交振幅调制信号定时载波的同步问题,提出了一种基于改进加德纳算法的M进制正交振幅调制信号定时载波联合同步方法．该方法首先利用加德纳算法中频偏与算法输出值之间的关系,进行定时偏移估计与载波偏移粗估计;然后利用与其相差半个码元的定时误差检测输出值的绝对值差进行锁定;最后利用锁相环跟踪细微的频偏和相偏．仿真结果表明,在多径信道下,所提的定时偏移和载波偏移的联合估计方法具有良好的估计性能．     

LTE多用户上行链路符号定时估计迭代算法

为了解决长期演进系统上行链路在多用户异步情况下符号定时估计精度差、复杂度高的问题,针对其常用的集中式子载波映射方式,提出了一种基于分块迭代相关的符号定时估计新算法．首先通过导频选择筛选出最合适的导频符号,接着对选出的导频进行分段相关和定时估计,然后利用第1次估计值对接收导频进行频域修正,最后进行算法迭代并得到最终定时估计值．仿真结果表明,与传统的第一径搜索算法和循环前缀滑动窗算法相比,所提出的算法将估计性能提高了20％～40％,并降低了实现复杂度．     

频率选择性信道下的多天线信号分量合成算法

信道的多径效应和噪声会严重地影响信号的通信质量,可以通过空间分集技术提高信噪比和降低多径的影响。针对频率选择性信道下的多天线信号合成问题,给出了一种在未知信道下无需进行符号同步的多天线信号分量合成算法。在频域,该算法按照每频点信噪比最大化准则对信号进行加权合成,提高合成输出信号的每个频点信噪比,降低合成信号的衰弱特性。另外,分析了采用FFT实现时的相关问题,并利用常用的QPSK和16QAM信号进行仿真验证,最后对合成前后的信号进行解调。结果表明该算法能够有效地提高信号的接收质量,无需信号的定时同步和载波同步,对信号调制方式透明,为频率选择性信道下的低信噪比信号合成提供了新的解决思路,具有较强的实用价值。     

一种新的OFDM符号定时和频率同步方案

提出了一种新的基于单个训练符号的OFDM系统的时频同步算法．该算法在基于单个训练符号同步算法的基础上，通过对训练符号的重新设计。以一种新的方式引入了伪随机序列加权因子．极大地提高了OFDM的同步性能，仿真结果表明．该算法可实现极高的符号定时性能。同时保证了即使在多径信道下算法还具有很高的频偏估计精度．