MU-MIMO-OFDM上行中基于部分频偏预补偿的频偏同步

在MU-MIMO-OFDM上行链路中,载波频偏的估计和补偿均需要信道信息,而利用频域导频信号估计频偏和信道会受到子载波间干扰ICI)的影响.本文提出了一种部分频偏预补偿机制,可以使得快速傅里叶变换(FFT)之后接收信号中的ICI功率最小,从而在不改变频偏和信道估计算法的前提下提高估计精确度.为了求解预补偿频率,文中首先对信号中的ICI建模,接着通过最优化问题明确ICI功率与预补偿频率间的关系,最后得到了近似最优解的闭合表达式.通过仿真验证,使用了部分频偏预补偿机制之后,频偏与信道估计的误差将明显降低.     

基于LTE的高速铁路宽带通信上行频偏解决方案

基于LTE的高速铁路宽带通信系统存在较大的多普勒频偏,严重影响了上行链路的接收性能。针对该问题,提出了在终端利用全球定位系统对设备进行晶振的校准,从而可以较准确地估计信号传输中的多普勒频移,进而对上行发送信号进行频偏预补偿,同时在接收端通过导频对频偏进行进一步的处理。仿真结果显示,该方案可以较好地克服高铁系统中上行链路多普勒频偏的影响,提高上行链路的接收性能。     

OFDMA上行链路系统的频偏估计算法

介绍了正交频分复用多址接入（OFDMA）的优缺点,以及目前应用到的领域。对OFDMA上行链路载波频偏（CFO）估计研究的发展背景和方法分类进行了简要汇总,并对当前估计方法进行了总结分类;给出了带频偏OFDMA上行链路的系统框图和信号模型;且对现有的几种典型频偏估计算法进行了分析和讨论。总结和展望了OFDMA上行链路频偏估计方法的研究方向和关键问题。     

LEO-5G下行同步算法设计与FPGA实现

针对低轨第五代移动通信技术(5G)协议标准、R16协议标准以及基于5G低地球轨道(LEO)宽带卫星通信系统的终端基带芯片研发的迫切需求,在分析了LEO-5G系统的物理广播信道(PBCH)链路结构和下行时频同步总体架构的基础上,文章提出了一种"两块合并分两段互相关"的主同步信号(PSS)检测算法进行粗频偏估计,通过辅同步...     

数字中继卫星通信系统中的载波恢复技术

载波频偏估计是数字中继卫星通信系统中的一个关键技术。对非线性变换FFT载波频偏估计算法进行了推导,采用基于周期图峰值位置的三点插值法对FFT算法进行了改进,进一步采用二叉搜索法实现更高精度的载波频偏估计。给出了计算机仿真结果,表明该方案能够有效抑制噪声,在有限的计算量下具有良好的频偏估计性能。     

一种针对802.11a/g/n系统的改进型残余频偏跟踪算法

提出了一种适用于802.11a/g/n内接收机设计的改进型残余频偏跟踪算法,提出采用基于OFDM自带导频数据在频域进行残余频偏跟踪补偿的总体策略,采用逐次估计增量相位,对逐次估计相位和求平均,对总体相位迭代求和的方法,降低了噪声对估计精度的影响,并解决了估计相位超过[-π,π]范围的问题.全系统链路级仿真结果表明,算法能很好地降低接收机误码率.     

地空测控链路OFDM信道估计

针对无人飞行器大动态运动特点,提出利用地空测控窄带扩频链路的信道估计,辅助OFDM传输方式的下行宽带链路进行信道估计的方法。基于OFDM信道估计基带模型,设计了奇偶OFDM符号分组交错导频插入方式,设计了基于窄带链路多普勒频偏、多径时延信道估计的宽带链路信道估计算法。在大多普勒与多径传输信道下对算法误码率性能进行了仿真,验证了下行宽带链路具有较强的抗大多普勒、抗多径衰落的性能。     

一种改进的高动态QPSK信号解调算法

正交相移键控(QPSK)调制解调方式广泛应用于深空通信、数字卫星通信等高速系统中,高动态QPSK信号具有较大的多普勒载波频偏,针对现有的解调算法对QPSK信号频偏估计范围小、精度较低等问题,提出了一种改进的高动态QPSK信号解调算法。该算法利用基于Zoom-FFT的Quinn频率估计算法对载波频偏进行估计,将频偏估计分为粗估计和精估计两个过程,对估计所得频偏进行补偿后利用Costas环完成载波同步。在MATLAB中对算法进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够实现对高动态大频偏QPSK信号的有效捕获,与传统的解调方式相比,该算法对载波频偏的估计范围更大,且具有更高的频偏估计精度和更好的误码性能。     

一种基于Burg谱估计和FFT的频偏估计方法

针对星间链路通信中常用的BPSK、QPSK、UQPSK和64QAM等调制信号的载波频偏估计问题,提出了一种基于Burg谱估计和FFT的通用频偏估计方法。采用Burg谱估计方法对信号进行粗频偏估计,补偿该频偏后得到含有较小残留频偏的信号;并进行改进的四次方非线性变换,去除调制信息;再利用FFT估计出较高精度的残留频偏值。仿真结果表明,该方法估计精度高、范围大。     

先进宽带卫星系统体制研究与关键技术仿真

面对我国民用宽带卫星市场的巨大发展潜力以及国际商用宽带卫星市场的迫切需求,发展我国自主研发的大容量宽带卫星通信系统变得尤为重要。本文主要研究美国卫讯公司先进的SurfBeam2通信系统体制的技术特点,对该体制涉及到的关键技术进行梳理,重点针对物理层关键技术进行了研究仿真,同时,提出改进的载波频偏估计方法。仿真结果表明,该方法能够有效抑制传统频偏估计后的残留频偏的波动,提高估计精度,在同等信噪比环境下能取得更好的误码性能。本文研究成果可以为我国大容量宽带卫星通信系统设计和体制制定提供参考。     

卫星5G通信抗干扰时频同步算法

为了提高卫星通信系统的抗干扰和抗频偏能力,提出了一种在5G物理层波形中融入扩频技术的传输波形设计方案和辅同步信号（Secondary Synchroniztion Singnal,SSS）辅助主同步信号（Primary Synchronization Signal,PSS）多步联合抗干扰时频同步算法。该算法的实现分为3步：首先采用SSS辅助PSS二维时间同步得到粗同步点;然后根据粗同步点进行整数倍和小数倍频偏估计与补偿,其中小数倍频偏估计分为PSS扫频粗频偏估计和SSS辅助PSS互相关精频偏估计;最后对频偏补偿后的接收序列再次进行精时间同步和频偏补偿。仿真结果表明,所提设计方案和同步算法可以抗干信比为12 dB的干扰,并且在低信噪比下的性能优于传统算法。     

一种基于星间光链路的帧同步与频偏估计方法

为了解决星间激光通信不同步导致的信息质量差与解调难度大等问题,针对滑动互相关算法帧同步易受载波频偏影响的不足,采用计算仿真的方法分析了星间多普勒效应引起的载波频偏程度,提出差分相关算法以实现帧同步与载波频偏估计,并给出硬件实现方案,分析了差分相关算法的帧同步与载波频偏估计性能。结果表明,差分相关算法能够实现大载波频偏影响下的帧同步,且具有较强的频偏估计性能,采用差分相关算法后系统的误码性能提升近3dB。此结果说明,差分相关算法是解决星间激光链路同步问题的有效方法。     

基于EM算法的码辅助迭代载波同步的预估计

针对非贝叶斯迭代载波同步联合译码算法的收敛条件进行研究,以EM迭代估计模型为例,重点研究了多种频偏预估计算法的估计性能,并结合最大似然相位估计算法,仿真得到了使EM迭代估计器收敛的概率,分析无法收敛对系统译码性能的恶化程度,以及为满足最终误码性能所需要选择的预估计方案,并得到了一些有参考价值的结论.     

长时延环境下多普勒频偏估计与补偿技术

长时延信道模型中相对多普勒频偏比一般的无线信道要大若干个数量级.典型的长时延信道有:水声信道,卫星通信信道等.水声信道中多普勒频偏不仅表现在频域上,还表现在时域上的压缩和扩展.文中对水声OFDM系统中宽带多普勒频偏提出了估计与补偿算法,可以有效消除宽带多普勒频偏的影响.     

大频偏卫星扩频信号的基带处理算法的FPGA实现

多普勒频偏一直是卫星通信中不可忽视的消极因素。针对多路混叠的卫星扩频信号下变频以后所产生的大多普勒频偏,在匹配滤波结构中采取改进的部分相关算法,在基于并行导频的信道估计中根据信道状况改变估计长度,实现了大频偏下卫星扩频信号的基带处理。     

基于FPGA的万兆协议转换系统设计与实现

万兆通信技术已成为卫星通信领域又一研究热点,为星上设备提供高速可靠的万兆数据源尤为重要。系统采用Xilinx公司新近推出的K7系列现场可编程门阵列(FPGA),利用其吉比特收发(GTX)接口模块和万兆媒体访问控制(MAC)软核实现了万兆协议转换功能。通过状态机设计方法实现了以太网协议帧和专用链路协议帧之间的相互转换。通过测试结果可知,系统达到了每通道10 Gb/s的转换带宽,总带宽达到40 Gb/s,能够满足星上设备的测试需要。     

Data-Aided Synchronization for MF-TDMA Multi-Carrier Demultiplexer/Demodulator (MCDD)

In this paper, a data-aided (DA) synchronization method is developed to jointly recover symbol-timing, frequency offset, and carrier phase for MF-TDMA on-board processing (OBP) satellite system. The estimates, which are obtained from a block of symbols transmitted through an Additive White Gaussian Noise (AWGN) channel and a fast Rayleigh fading channel, can be obtained with reduced computational complexity and fast acquisition time. The estimation accuracy in terms of MSE is derived and illustrated. Its effect on the overall system BER performance is also discussed. Furthermore, the relationships between timing synchronization, frequency offset recovery, and carrier phase error compensation are also analyzed respectively. It is apparent that the proposed estimation method is not only accurate and efficient, but it makes the communication system robust to impairment parameters as well.      

一种用于低速卫星通信系统的校频算法

提出一种适用于有广播信道的低速卫星通信系统校频算法。在该算法中,各地球站首先对接收网管广播信道的载波频差进行估计,然后在此基础上估计各站参考源频率及卫星转发器的本振频率,最后再根据估计结果对发射载波频率或收载波频率进行开环补偿,以实现通信信号的快速同步。数学分析和试用结果表明,该算法可以解决有广播信道的低速突发卫星信号的快捕问题。