基于循环前缀的OFDM同步算法研究与FPGA实现

提出了一种基于循环前缀的符号同步算法。此算法在最大似然估计的基础上加以改进,简化了符号同步中相关运算的判决方法,在保持同步效率的同时,极大地节约了硬件资源,使算法更易于硬件实现。改进算法基于IEEE 802.11a的标准提出,通过Matlab仿真分析其性能,并在FPGA硬件平台上实现,利用ChipScope观测得到波形。实验结果表明,电路系统工作可靠,满足设计要求。     

低复杂度的时域同步OFDM信号检测算法

构造一种在所有正交频分复用(OFDM)符号中使用同一PN序列作为保护间隔的时域同步OFDM信号格式,提出一种基于快速傅里叶变换的PN码干扰消除和信号检测算法,该算法不使用FIR均衡技术,复杂度低,仅与常规CP-OFDM信号检测算法的复杂度相当,但由于引入了部分保护间隔内的噪声,因此BER性能不如CP-OFDM系统。仿真结果表明,在典型的双径短波信道中,两者的BER性能差距小于0.1 dB,在信道时域扩展较大的四径短波信道中,两者的BER性能差距小于1 dB。     

OFDM同步算法的FPGA实现

针对IEEE802.11a帧结构提出了具体的同步算法,包括帧同步、载波同步和符号同步,并阐述了各个模块的FPGA实现方法。仿真实验结果表明,该方法不仅具有更好的同步性能,而且复杂度低、易于实现。     

OFDM系统中基于循环前缀的频偏估计算法

OFDM是利用多个正交的子载波并行传输数据来提高传输效率的一种新技术,具有频谱利用率高、抗多径衰落、抗窄带干扰等优点,被视为第四代移动通信中的关键技术。为保证子载波之间的正交性,对载波频偏估计和补偿成为OFDM技术研究热点。本文提出了一种基于循环前缀的频偏估计算法,通过把循环前缀分成四个小序列,对前三个序列单独进行相位差计算,对第四个序列进行均值估计,最终推导出频偏的估计值。仿真结果表明,本文算法在减小计算量的情况下,提高了频偏估计精度。     

OFDM中基于导频的自适应符号同步算法

提出了一种在OFDM（正交频分复用）系统中基于导频符号的自适应符号同步新算法,该算法利用FFT的特性,采用频域同步的方法对符号定时和载波相位偏差进行联合估计;算法计算量小,导频的占有资源少,并且同步捕获速度、精度高低可以灵活地进行调节。仿真结果表明,提出的算法能够简单而有效地获取符号同步,自适应性强,即使在多径衰落信道中,也能获得较好的性能。     

OFDM系统中一种改进的符号定时同步算法

正交频分复用(OFDM)系统对同步误差非常敏感,特别是与频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、和码分多址(CDMA)等多址方式结合使用时,同步显得尤为重要。首先对OFDM系统进行了描述,然后介绍了两种传统的经典OFDM同步算法,即Schmidl&Cox算法和Park算法,针对OFDM系统中对同步要求较高的问题,提出了针对训练序列的一种新的算法,在符号同步其它性能指标不变的情况下,该算法抗噪声和抗多径性能好,符号定时同步精确,在高斯环境下定时误差很小。     

OFDM系统中同步偏差的联合估计算法

研究基于IEEE 802.11a的正交频分复用(OFDM)系统,分析同步偏差对该系统的影响,提出一种联合估计算法。利用导频序列估计频域中OFDM系统的同步偏差,包括符号定时偏差、载波频率偏差和采样时钟频率偏差。仿真结果证明,该算法的误包率较低,能较好地应用于OFDM系统。     

一种适用于高速OFDM的符号定时同步技术

OFDM系统以其优秀的频带利用率受到了广泛的应用。就OFDM系统在高速数据传输环境下出现的符号定时同步问题与经典同步算法中的问题的不同点做了分析,针对小子载波数情况出现的不同对已有的经典符号定时同步算法做出了相应的改进。使用Matlab对其进行了仿真,可以得出在小子载波数的情况下捕获性能优于已有经典算法,是一种可以用于高速OFDM系统的符号定时同步算法。     

OFDM系统中基于时域过采样的频率同步算法

针对正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统对频率偏移极其敏感的问题,研究了基于训练序列的Schmidl频偏估计算法,提出了一种基于时域过采样的频率同步算法。通过软件仿真,得出结论,提出的算法在信噪比高的情况下能基本不失真的复原发端数据,在信噪比低的情况下优势非常明显,发送端发送的原始数据能够被很好地复原出来,同时该算法在频率资源利用率方面,在信号传输速率方面,都比原有算法有所提高,在现实中实现方便。     

OFDM系统中基于训练符号的定时同步算法

正交频分复用(OFDM)作为一种高效的数据传输技术,具有良好的抗衰落能力,应用前景非常广阔。但是OFDM对同步偏差十分敏感,同步偏差的产生会使OFDM系统性能大大降低。在Schmidl-Cox算法的基础上,通过改进训练符号结构来完成符号的定时同步,给出了具体的改进算法,并对改进算法进行了仿真分析。结果表明,改进算法消除了原算法定时测度峰值平台模糊现象,提高了定时估计的精度;且在同等条件下改进算法较原算法有更低的误码率。     

符号序列相关性OFDM系统时间偏移估计

针对受到传播时延、多普勒效应等因素影响的正交频分复用（OFDM）无线系统时间偏移问题,提出了一种基于训练符号序列相关性的时间偏移估计算法CBT。该算法通过对训练符号序列的简单构造,利用其相关性通过时间尺度的最大值找到符号的起始点,实现时间偏移估计,进而有效地提高OFDM系统抗时间偏移的能力。详细的仿真实验以及与现有PML算法的性能比较表明,提出的时间偏移估计算法CBT在加性高斯白噪声（AWGN）与瑞利衰落信道下都明显地减小了时间偏移误差。     

一种基于ZCZ序列的OFDM信道估计

提出了一种基于ZCZ序列的OFDM信道估计方法,该方法是基于隐训练序列的信道估计方法的一个特例。与传统的基于训练序列的估计方法不同,隐训练序列不占用单独的时隙,而是周期性地叠加在数据序列上,这虽然引起了一定的发送能量损耗,但大大提高了信息速率。该估计方法利用了接收数据的一阶统计特性,具有实现简单的优点,与传统的基于训练序列的方法相比,提高了频谱利用率。由于ZCZ序列的平衡性,该方法不受直流偏移的影响,这大大改善了传统的基于隐训练序列的信道估计性能。给出了信道估计算法,并对估计误差进行了分析。     

针对时变OFDM信道的一种盲估计改进算法

OFDM盲信道估计技术可以在不需要导频的情况下,估计出信道的状态信息,能有效节约带宽,提高频谱利用率。分析了一种基于子空间SVD方法的盲信道估计技术,在此算法基础上提出了针对时变信道的估计方法,并就现有方法估计精度较低的问题,提出了一种利用信道相关特性进行λ加权的优化算法。对算法进行了蒙特卡罗仿真,仿真结果表明该算法能够有效改善信道估计性能,并且具有较低的复杂度。     

循环PN相关时域同步正交频分复用频偏估计算法

针对电力线通信中,传统频偏估计复杂度较高问题,提出了低复杂度时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）频偏估计算法。首先,对电力线网络特性进行解析,采用三段等长循环伪随机噪声序列（PN）构造帧头填充保护间隔;其次,帧头与帧体分别基于二进制相移键控（BPSK）和正交振幅调制（QAM）;最后,与传统基于循环前缀（CP）与一般PN频偏估计算法相比,改进算法只需对一段循环PN长度作相关,减少自相关运算次数,且可达到较好频偏估计性能。仿真表明：误码率（BER）为10^-4时,改进算法较传统基于CP及一般PN算法约有5 dB和1 dB的增益。当插入总序列及循环序列长度分别为420与165时,改进算法每帧相关运算次数减少1186次。由理论分析及仿真结果可知,所提算法有效降低计算复杂度,减少传输过程实现成本,提高通信速率。     

基于星座点特征的OFDM盲定时同步算法

符号定时同步是OFDM最主要的同步之一。为了得到精确的定时同步,提出了一种基于星座点特征的盲定时同步算法。新算法以星座点区域的能量作为判决依据,定义了一种新的定时尺度函数,通过对定时尺度函数最大化得到定时偏移的估计值。算法不需要导频或训练符号,不会降低频谱效率。仿真表明：不论在加性白高斯噪声信道还是多径衰落信道,算法性能均优与其他几种算法。     

OFDM系统中减小ICI的分组共轭法研究

以无线移动环境下的OFDM系统为研究对象,围绕载波间干扰（ICI）的消除进行研究。虽然一些传统的ICI消除算法能够达到一定的消除效果,但是还存在着精确性不足,缺少必要的数学分析等缺点。对比之前的ICI自消除算法, 改进了系统模型,提出了一个新的有频率偏移误码率分析方法和降低OFDM数字通信系统中载波间干扰的方法,即分组共轭消除算法。还分析了其得以实现的数学方法,仿真分析的结果展示了这种方法与其他方法的比特误码率（BER）性能对比。     

降低OFDM系统峰均比方法的研究

针对正交频分复用系统（OFDM）所具有的高峰均比问题,提出了一种改进的预留子载波降低OFDM系统峰均比功率的方法。在系统的发送端利用IFFT/FFT变换对,产生频域消峰序列,以降低OFDM系统峰均比。该方法在产生消峰序列过程中不会导致误码率的增加,降低PAPR效果明显。仿真数据证明了该方法的有效性。     

叠加Chirp训练序列的OFDM信道估计

在OFDM系统中,以Chirp信号为训练序列,在时域上与数据符号进行叠加,接收端分别利用时域平均法和频域平均法估计信道。具体研究了叠加训练序列与数据序列功率比对峰均比及系统性能的影响,并在同一功率比下比较了时域平均法和频域平均法的性能。仿真结果表明叠加Chirp信号有效地降低了系统的峰均比,且不同功率比造成不同的估计性能和系统性能;同时,时域平均法相对于频域平均法有更高的功率利用率和更好的估计性能。     

基于仿真的OFDM系统频域相关性研究

研究正交频分复用(OFDM)系统中各子载波之间频域的相关性,并将其应用在子载波簇的划分上。根据相干带宽的概念,提出用相干载波数划分簇的大小以及用簇内各子载波的平均信道信息代表整个簇的信道状况。在Matlab环境下搭建仿真平台,模拟OFDM系统在多径信道上频域各子载波之间的相关性。仿真结果表明,当簇的大小为相干载波数时,不但可以减小上行反馈开销,而且不会带来系统吞吐量的明显损失。