OFDM中基于CP的最大似然估计同步技术

在OFDM系统中,实现符号定时和载波频率同步是实现OFDM技术的关键。一种盲同步算法是基于CP(循环前缀)的最大似然估计,该算法利用CP与该符号尾部数据的相关关系来实现符号定时和载波同步。然而使用这种算法当信号在时变多径信道中传输时,系统性能会明显降低。提出一种新型的CP结构,把CP分为两部分,其中一部分是复制前一个符号开头,另一部分是复制当前符号的尾部。CP的个数不变,所以CP的两部分个数各占CP的一半。利用这种新型的CP结构,FFT的起始时刻就可以落到有效数据段内(符号定时误差的绝对值应该小于CP/2)。OFDM的系统性能也能得到明显的改善。     

卫星OFDM系统的同步算法研究

定时偏差和频率偏移会造成OFDM系统性能严重恶化,研究了卫星OFDM系统的同步技术,使OFDM能适应卫星信道低信噪比环境,实现天地一体化通信网络的融合。在分析了现有的卫星信道条件下OFDM符号定时同步算法和载波频率同步算法性能的基础上,根据CAZAC序列相关峰位置受定时偏差和频率偏移的影响,设计了一种新的训练序列,并依新训练序列提出了一种改进的同步算法。仿真结果表明,在卫星信道下该算法在低信噪比时依然具有较高的符号定时同步和载波频率同步性能,并且在时域信号中就可以实现同步,相比其他在频域中实现同步的算法减少了复杂度。     

基于IEEE 802.11a标准的符号同步新算法

针对OFDM系统符号定时,采用了两种经典算法的结合一符号同步两步算法,提出符号同步低复杂度算法,并进行分析与仿真,结合频率偏移估计比较两种算法性能。仿真结果表明。该方案中的低复杂度算法的符号定时精度较高,且算法简单。     

电力无线专网中一种OFDM载波同步算法

电力无线专网在1.8 GHz频段建设4G TD-LTE网络,正交频分复用(OFDM)是其关键技术之一,OFDM系统对信道产生的载波频率偏移(CFO)很敏感,频率偏移会造成系统性能的严重下降。因此,需要对OFDM系统中的频率载波偏移精确估计并补偿,以保证系统的性能。本文提出了一种用于OFDM系统中基于局部搜索的多重信号分类(MUSIC)盲CFO估计的算法,该算法利用频率偏移矩阵列矢量与噪声子空间的正交性和CFO的单峰特性,构造一个改进空间谱函数,然后通过局部谱峰搜索得到频偏估计值。该算法的CFO估计性能优于传统CFO估计算法,且能够克服传统MUSIC算法低信噪比下谱峰缺失的问题。仿真结果证明了该算法的有效性。     

叠加共轭对称训练序列的OFDM系统时频同步方法

针对正交频分复用(OFDM)系统对同步错误率和频率偏移敏感的问题,提出了一种叠加共轭对称训练序列的OFDM系统时间和频率同步方法。该同步方法将快速傅里叶逆变换(IFFT)调制后的序列构成具有共轭对称特性的训练序列,并叠加到OFDM数据符号上;在接收端,利用叠加训练序列和融合循环前缀信息来获取OFDM系统同步信息。理论分析和仿真表明:在信噪比为5 dB时,该同步算法定时同步正确概率已接近100%;在信噪比为4 dB时,频偏估计精度可以达到10-4;该同步算法不仅具有更好的同步性能,而且节省系统的有效带宽以及降低系统的计算法复杂度。     

正交频分复用系统中同步位置估计方法的研究

从正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术的角度出发,提出了一种基于循环前缀(cyclic prefix,CP)的OFDM同步位置估计方法[1],旨在接收到CP后能启动同步估计,然后将循环前缀等分为两段信号,比较分段信号的信噪比(signal-noise ratio,SNR),并采用递归二等分的方法得出OFDM有效数据符号的同步起始位置,计算简单,同步速度快。通过仿真论证发现,本文提出的方案较常规方案精确度更高。     

一种基于训练序列实现OFDM时频同步的算法

针对OFDM系统性能对同步偏差的敏感性,在基于Park算法的基础上,提出了一种基于新训练序列结构的OFDM联合定时和频率同步算法.利用新序列共轭对称的结构特点在时域中通过相关运算完成定时同步,采用平均算法来完成频率偏移估计.仿真结果表明:改进的算法对符号定时同步和频率偏移的估计比Park算法更准确.     

改进的高效MIMO-OFDM系统EM信道估计算法

针对MIMO-OFDM系统中期望最大化(EM)信道估计算法在高信噪比(SNR)下带来的误差地板(EF)现象,且OFDM符号的数据传输效率随发射天线数的增加而明显降低,提出一种改进的高效EM信道估计算法。该算法首先引入一种准确的等效信号模型并推导出一种修正的EM算法,改善了EM算法在高SNR下的性能;在多个OFDM间利用相位正交导频序列来提高数据传输效率,同时进行联合信道估计以提高估计性能。仿真实验验证了所提算法具有更高的信道估计性能和更高的数据传输效率。     

OFDM系统基于训练序列的同步改进算法

OFDM技术凭借在衰落环境下良好的特性成为下一代移动通信的关键技术.同步技术是OFDM通信系统的关键技术,它性能好坏直接影响系统的质量和稳定性.本文通过对国内外的经典同步算法研究,针对SC同步算法定时函数存在平台误差大的不足,从定时峰值点的计算方法上加以改进,缩小了误差范围使定时性能有了很大提高.改进算法在不同定时偏移下都能获得很好的估计性能,在高斯信道(AWGN)和3GPP信道下的MATLAB仿真结果显示算法相比原算法具有更低的误差均值和均方误差,验证了算法的有效性和正确性.     

一种优化的OFDM符号定时与频偏估计算法及其FPGA实现

符号定时与频偏估计是OFDM系统中的关键技术之一.本文分析了符号定时偏差与载波频偏对OFDM系统性能的影响,提出了一种优化的最大似然同步算法,并给出了在FPGA中的硬件实现方案,得到其仿真结果.传统的循环前缀符号同步算法,仅仅利用一个OFDM符号的循环前缀及其相应部分的相关性,其相关峰值不明显,同步效果不理想.本文提出一种充分利用连续多个OFDM符号同时进行相关功率运算,在同样信噪比的情况下,相对于单个OFDM符号进行同步估计的系统,符号定时与频偏估计的精度更高,误差更小.     

Blind Symbol Synchronization Based on Cyclic Prefix for OFDM Systems

In this paper, a blind symbol synchronization algorithm is presented for orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems, and a new timing function based on the redundancy of the cyclic prefix (CP) is introduced. It proves that the maximum of this function necessarily points to the correct timing offset, irrespective of channel conditions when the signal-to-noise ratio is high. Using the timing function, the timing offset is estimated through a searching algorithm. Channel power profile and channel length information are unnecessary. Simulation results show that the proposed algorithm is robust and outperforms the existing CP-based algorithms, particularly in frequency-selective fading channels.     

一种用于OFDM符号定时跟踪的盲估计算法

利用具有循环前缀和循环后缀的OFDM帧结构,该文提出了一种新的符号定时跟踪盲估计算法。理论分析及仿真表明,无论在AWGN还是多径衰落信道条件下,该定时算法估计的均方差都小于ML算法。     

一种新的定时和频偏联合估计算法

提出了一种新的正交频分复用(OFDM)系统定时和频率同步联合算法.该算法仅需要一个训练符号就可以完成定时和频偏估计,额外开销量小,定时和频率同步的实现均在时域进行,简化了同步实现的复杂度.由于使用自相关处理,定时同步对频率偏差具有较强的鲁棒性.与以往的定时同步算法相比,该算法避免了定时平台和多峰值的出现,即使在非常低的信噪比下,其定时测度都是一个尖脉冲.仿真结果表明,该算法能快速地实现定时和频率同步.     

OFDM系统的两种频率跟踪算法的性能比较

本文分析了残余频偏对OFDM系统性能的影响,针对OFDM系统中常见的两种频率跟踪算法,比较了它们在加性高斯白噪声信道、SUI- 2和SUI- 5信道环境下的性能。仿真表明,采用计算相位旋转的频率跟踪算法比基于循环前缀的频率跟踪算法的估计精度高。在信道最大多径时延较循环前缀长度小时,两种算法对系统性能影响均较小;在信道最大多径时延接近循环前缀长度时,基于循环前缀的频率跟踪算法的估计误差的标准偏差通常超过子载波间隔的1 %,系统会有明显的信噪比损失     

UFMC-MIMO系统中一种干扰消除算法

通用滤波多载波(UFMC)作为5G最具潜力的候选波形之一,它的优势在于比正交频分复用(OFDM)具有更低的带外泄露,且发送时不需要添加循环前缀(CP),还能与多输入多输出(MIMO)系统良好地兼容。然而现有对UFMC的研究多数停留在单输入单输出(SISO)系统,已不能满足5G及未来通信系统的需要,因此对UFMC-MIMO系统的研究具有重要意义。本文提出一种利用Walsh码设计的特殊训练结构对UFMC-MIMO系统进行定时同步的算法,首先对各信道进行定时同步,再对经过定时同步后的信号作频偏估计得到各发送天线与接收天线的频偏估计值,最后在时域对信号进行频偏补偿,从而达到降低或消除定时频偏对信号传输的影响。本文基于2×2的UFMC-MIMO系统进行仿真,结果表明该算法能够有效降低信号误符号率和显著提升系统的抗干扰性能。     

Interaction between Symbol Timing Offset and Channel Interpolation in OFDM Systems: BER Analysis and Performance Degradation

In orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems, since the cyclic prefix (CP) is designed to be longer than the channel impulse response, there exists a certain range within the CP where symbol timing synchronization can be accomplished avoiding adjacent inter symbol interference. However, the appearance of a linear phase term across subcarriers in the frequency-domain due to symbol timing offset (STO) is known to affect the performance of channel interpolation. In this paper, we analyze the performance degradation due to the interaction between STO and channel interpolation in OFDM systems affected by multipath Rayleigh fading. Particularly, simple closed-form expressions for the bit error rate (BER) are obtained for different quadrature amplitude modulation constellations. Results show that there exists an irreducible BER floor due to STO and channel interpolation, which depends on the STO, the subcarrier index, the pilot spacing and the correlation between pilot subcarriers.     

一种新的PCC-OFDM定时时偏盲估计

多项式相消编码PCC是一种编码技术，在PCC—OFDM调制中，它把将发送的信息调制到一组加权的子载波而不是单个子载波中去。PCC能够显著地降低OFDM对载波频偏的敏感性。本文对PCC—OFDM系统提出了一种新的定时盲估计，估计器是在接收机中的FFT之前进行的。基于PCC—OFDM的符号波形特征，构建定时时偏估计度量函数。最大化度量来估计定时时偏。本估计器不需要训练序列、导频信号或周期前缀。仿真表明，估计器在一个OFDM符号内收敛，且误差较小。     

瑞利衰落信道下改进的OFDM符号定时算法

对相干OFDM系统中结合循环前缀和导频信息的传统符号定时同步算法进行了分析和研究,提出了一种改进的符号定时同步算法.此算法相对于传统算法由于更加有效的利用了观察样本信息,具有更大的定时同步范围.同时考虑时间偏移参数在若干OFDM符号区间内不变,给出了一种利用连续多个OFDM符号的算法,以提高定时同步的准确度.仿真验证了所提出算法在瑞利衰落信道下可以有效地改进传统算法的定时性能.     

基于差分空时调制的OFDM系统中的载波频率偏差估计算法

最近兴起的基于差分空时调制的正交频分复用系统可以采用非相干接收，从而避免了对时变多径信道状态信息的复杂估计，但存在的载波频率偏差会导致系统性能的下降。本文充分利用差分空时调制和循环前缀的特点，提出了的一种高效率高精度的频率偏差估计算法。该算法不需要任何辅助信号和信道估计，经过捕获和一次跟踪，解决了频率偏差的估计问题。理论分析表明，本文提出的算法能有效估计系统中存在的小数频率偏差。此外，仿真结果显示新算法在较低Eb／N0时，较常规算法有一个数量级以上的精度提高，而在高Eb／N0时可以有超过3个数量级的精度改善。     

Super-Imposed Training Scheme for Timing and Frequency Synchronization in OFDM Systems

In this paper, a super-imposed scheme for timing and frequency synchronization is proposed for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. The proposed architecture includes a pre-defined pseudo-noise (PN) sequence, which is added to both the OFDM symbol and the cyclic prefix (CP) in time domain. In contrast to existing synchronization schemes, the proposed architecture has the advantage of better bandwidth utilization since it does not require extra pilot symbols. The peak-to-average power ratio (PAPR) is also significantly decreased. Both the timing and frequency offset estimators are derived using the maximum likelihood (ML) criterion. Efficiencies of the estimators are analyzed mathematically in AWGN channels. Simulation experiments are also conducted in frequency selective fading channels. Moreover, the optimal power allocation factor of the PN sequence is determined by minimizing the bit error rate using simulation experiments