基于PN训练序列的OFDM符号定时新算法

针对传统的基于训练序列的OFDM符号定时同步算法的缺陷,提出一种新的基于PN训练序列的符号定时算法。该算法通过重新设计训练序列,并加入PN序列,有效地克服了传统算法的缺陷。仿真结果表明,该算法在AWGN信道下能准确的实现符号定时,并且在多径信道下也具有较好的性能。     

Physical layer orthogonal frequency‐division multiplexing acquisition and timing synchronization security

Orthogonal frequency‐division multiplexing (OFDM) has become the manifest modulation choice for 4G standards. Timing acquisition and carrier frequency offset synchronization are prerequisite to OFDM demodulation and must be performed often. Most of the OFDM methods for synchronization were not designed with security in mind. In particular, we analyze the performance of a maximum likelihood synchronization estimator against highly correlated jamming attacks. We present a series of attacks against OFDM timing acquisition: preamble whitening, the false preamble attack, preamble warping, and preamble nulling.The performance of OFDM synchronization turns out to be very poor against these attacks, and a number of mitigation strategies and security improvements are discussed. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

协作OFDM系统中改进的载波频偏估计算法

协作OFDM系统中,由于OFDM技术的引入,使协作通信系统对载波频率偏移非常敏感,很小的频偏就会引起子载波间的干扰.提出了协作OFDM系统中基于前导符号改进的载波频偏估计算法,设计了一种用PN序列调制指数序列得到的前导符号.仿真结果表明,该算法对协作OFDM系统的载波频偏估计性能明显优于传统算法.     

突发OFDM系统中同步算法的FPGA实现

根据突发OFDM系统的特点,提出了一种具有实用价值的同步实现方法。具体分析了突发OFDM系统中利用PN序列联合实现符号定时同步和小数频偏同步的算法,并阐述基于FPGA的实现过程。由Verilog HDL语言描述的同步模块由复数乘法模块,求和累加模块,比较判断模块和CORDIC模块等构成。系统采用Xilinx ISE 10.1来完成开发,同时给出了其在ModelSim SE 6.2b下的仿真结果,结果表明该方案是完全可行的。     

一种基于前导序列的OFDM信息调制技术

OFDM系统中的前导序列通常被设计用于接收端的定时同步和频偏估计,并不包含任何有效的比特信息。在前导序列中调制比特信息的设计方式一定程度上能够提升通信系统的频谱效率,并拓展了前导设计的功能。通过对CAZAC序列进行相位旋转和循环移位处理,提出了一种新的在前导序列设计中嵌入信息数据的方案。调制信息后的CAZAC序列仍具有恒包络特性和良好的周期自相关性,并设计了相应的时频同步算法和信息提取方法。相比已有方案,所提的前导设计方式在不影响定时同步和频偏估计性能的情况下,提高了信息承载能力。分析与仿真结果表明,对于相同长度的前导序列,所提方案在信息承载量和传输可靠性方面均优于现有方法,同时可以取得较好的定时同步与频偏估计性能。     

Joint carrier frequency synchronization and channel estimation for OFDM systems via the EM algorithm

A joint carrier frequency synchronization and channel estimation scheme is proposed for orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) system. In the proposed scheme, carrier frequency synchronization and channel estimation are performed iteratively via the expectation-maximization (EM) algorithm using an OFDM preamble symbol. Moreover, we analytically investigate the effect of frequency offset error on the mean square error (MSE) performance of channel estimator. Simulation results present that the proposed scheme achieves almost ideal performance for both channel and frequency offset estimation.     

基于循环移位前导序列的OFDM载波同步方法

提出一种基于循环移位前导序列的正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）系统载波同步方法，该方法根据离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）的时移性质，构造循环移位前导序列，并设计了两个频偏估计器。由估计器1完成粗同步，而精同步采用两个估计器的最优线性组合完成。在多径信道下优化估计器的设计，消除了均方误差中出现的地板效应。新算法与传统算法相比，估计范围大，运算精度高，且估计范围和精度可灵活调节。同时分析并得出了本估计方法的Cramer—Rao下限。仿真结果表明，新算法降低了均方误差和误码率，有效提高了系统性能。     

一种OFDM时频捕获与频率跟踪方案

基于各种OFDM同步算法,针对PN序列算法存在的不足,提出了一种新的时频同步算法。该算法利用2个训练序列进行时频捕获,同时给出了一种频率跟踪方案。通过仿真验证了新算法性能,并与PN序列算法进行比较,频率估计精度得到了提高。对于给出的频率跟踪方案,理论分析和仿真结果都表明该方案具备实用性。     

基于CAZAC序列的低复杂度抗频偏同步算法

提出了一种基于恒包络零自相关(CAZAC)序列的低复杂度抗频偏同步算法,适用于突发正交频分复用(OFDM)系统.由CAZAC序列构造一种新型前导序列,利用该序列的组合特性,推导其简化的定时度量函数,进而利用时延相关和对称相关特性实现精确稳定的定时同步.进一步地,基于所构造的前导序列,提出了一种联合循环前缀的加权频率同步...     

基于新型前导符号的OFDM同步算法

在多径信道中,循环前缀最大似然估计盲OFDM同步算法的性能较差,循环前缀集相关同步算法增强了对抗多径的能力,获得了较好的同步性能,但同步时延非常大.为了缩短集相关同步算法的同步时延,设计了一种前导符号,基于此前导符号,提出了一种快速集相关运算同步算法.蒙特卡洛仿真结果表明,在多径信道下,该算法比循环前缀集相关同步算法具有更好的同步性能.进一步的分析还证明本文算法的同步时延也大大缩短.     

高速移动环境下OFDM系统载波同步的混合结构算法

在分析载波频偏OFDM系统信号模型基础上，提出了基于前导符号循环前缀相关和前导符号相关的混合结构载波同步的算法，将基于循环前缀相关的方法和前导符号相关的方法融合，从链路级研究了易于实现的载波同步算法，在高速无线多径Rayleigh信道下，车速120km／h时，比较了两种不同的载波同步算法仿真结果。     

跳频OFDM通信系统同步算法及实现

结合跳频通信技术抗干扰和正交频分复用(OFDM)技术节省频带资源的优点,提出了一种通信帧格式及其同步算法。该算法构造了每个载波上传输隐藏伪随机序列的OFDM数据,利用伪随机序列良好相关特性实现了定时估计和粗频偏捕获,再使用ML估计算法进行细频偏估计,能够使OFDM技术应用到跳频通信领域。仿真和实验结果表明,在多径信道下,提出的算法单个定时估计和频偏估计误差小。     

基于特殊导频码的OFDM系统高效同步算法

设计了一类适用于OFDM系统具有良好理想相关性的前导码结构。基于此前导码,提出了一种适用于OFDM系统的基于匹配滤波结构的高效帧定时同步捕获方法,该算法具有非常高的效率并且能够准确估计出定时同步位置。计算机仿真结果表明该捕获方法在低信噪比下具有较高捕获同步概率,而且同步精度很高。     

一种改进的GFDM时频同步算法

针对广义频分复用( GFDM)系统对符号定时同步要求较高的问题,提出了一种新的基于前缀码的同步算法。在接收端,在获取粗略定时信息的基础上,利用前缀码前后两部分的相位差实现载波频偏估计,并对接收序列的频率偏移进行纠正,然后通过纠正后序列与已知发射前缀的互相关函数实现精确的符号定时估计。由于该前缀码具有共轭对称的特性,使其避免了“平顶效应”的出现。结合5G中低时延高可靠场景,在频率选择性信道中对其进行仿真,并通过均方误差对其性能进行了评估。理论分析及仿真结果表明,该算法相对于原算法具有更好的定时同步性能和更低的复杂度,提升了GFDM系统的整体性能。     

高速移动环境下OFDM系统载波同步

在分析OFDM系统载波频偏信号模型的基础上,提出了基于单OFDM前导符号载波同步的高效算法。将基于前导符号相关的方法和基于循环前缀相关的方法融合,应用信道估计和均衡补偿信道中的残留频偏,从链路级研究易于实现的载波同步算法,在高速无线多径Rayleigh信道下,相对频偏ε<±0·5的条件下车速120km/h时获得十分理想的载波同步结果。     

Accurate and Simple Time Synchronization and Frequency Offset Correction in OFDM System

1　Introduction　OFDMisaneffectivetransmissionschemetocopewithmultipathfading[1] .Byinsertingaguardintervalbetweensymbolsblockscalledcyclicprefix ,theInterSymbolInterference (ISI)canbemitigated .OFDMwasadoptedasthemodulationschemeforaDigitalAu dioBroadcasting (DAB)system[2 ] andisalsoproposedastheterrestrialHDTVtransportinEurope[3] .　SymboltimingoffsetsinOFDMreceiversnotonlyin troduceISIbutalsocauselinearphaserotationsofthesignalconstellationofthereceiverFastFourierTrans form (F…     

Low Complexity Time Synchronization Algorithm for OFDM Systems with Repetitive Preambles

In this paper, a new time synchronization algorithm for OFDM systems with repetitive preamble is proposed. This algorithm makes use of coarse and fine time estimation; the fine time estimation is performed using a cross-correlation similar to previous proposals in the literature, whereas the coarse time estimation is made using a new metric and an iterative search of the last sample of the repetitive preamble. A complete analysis of the new metric is included, as well as a wide performance comparison, for multipath channel and carrier frequency offset, with the main time synchronization algorithms found in the literature. Finally, the complexity of the VLSI implementation of this proposal is discussed.     

一种OFDM定时同步与载波频偏估计算法

本文提出一个有效的利用周期性前导字的OFDM定时同步与频偏估计算法.算法分为两个步骤,首先根据前导字的特殊结构对Schmidl&Cox算法进行改进,将Schmidl&Cox算法中平台的检测变成单个峰值的检测,并由单峰的位置和复值可同时准确地估计符号定时和分数倍频偏;然后提出"相位差分序列",利用该序列的相关性对整数倍频偏进行估计.文中针对AWGN信道和SUI信道对算法进行了仿真,结果表明本文算法较其它算法具有更好的估计性能和鲁棒性.     

一种基于代价函数的正交频分复用中符号同步与频偏估计算法

本文利用正交频分复用（OFDM）帧结构的特点，引入代价函数，推导出了一种符号同步算法和频偏估计算法，并从理论上分析了在存在频偏的情况下，符号同步可以独立于频偏估计。计算机仿真表明，该算法具有较好的同步和频偏估计性能。     

基于IEEE 802.16d的物理层仿真及帧同步算法研究

全球微波接入互操作性(WiMAX)是4G的核心技术,其物理层采用正交频分复用(OFDM)/正交频分多址(OFDMA)技术,帧同步是实现这一技术的关键。因此,对WiMAX物理层进行了Simulink建模仿真,同时基于IEEE 802.16d下行链路帧结构提出新的帧同步算法。该算法用长导频符号中的第1个OFDM符号进行粗同步来估计FFT窗的可能起始位置,然后用第2个OFDM符号进行细同步来确定FFT窗的起始位置。最后,将帧同步算法用嵌入式Matlab function模块嵌入WiMAX Simulink模型中。仿真结果表明,新算法在较低的信噪比或多径衰落环境下仍可产生脉冲型定时度量,较之传统算法定时估计更准确。