MB-OFDM-UWB通信系统接收机载波同步设计

在OFDM通信系统基带接收机设计中必须严格保证子载波之间的正交性,但是实际情况中,多普勒频移或收发频率的不完全同步,常导致载波频率偏差,破坏子载波间的正交性。基于IEEE 802.11a协议标准中的长训练符号和短训练符号,在MB-OFDM-UWB通信系统中提出一种载波同步的时域方法,即利用短训练符号的重复周期性,采用二次最大似然算法对数据符号进行载波频偏校正。以上方案利用FPGA编程实现,并下载到目标板中,使用Chip Scope在线测试验证了设计的正确性。     

基于比特域叠加训练序列的载波同步方法

针对突发通信面临的频偏较大和频谱资源有限的问题,本文提出一种基于比特域叠加训练序列的载波同步方法。该方法在发送端将稀疏化后的编码码字与训练序列在比特域通过模二加的方式相叠加,使得训练序列隐藏于发送数据中,在传输过程中共用频谱资源,增强突发通信的抗截获能力;在接收端提出一种抗干扰能力较强的载波同步方案,该方案利用隐藏训练序列进行频偏估计,并使用粗同步与精同步相结合以提高估计精度。仿真结果表明,所提出方案在低信噪比下实现精确度较高的频偏估计,具有±0.45的频偏捕获范围,相比于基于时分复用系统的载波同步方案在低信噪比（-4 dB）下有更加精确的频偏估计性能,并且在AWGN信道下和瑞利衰落信道下通信系统性能分别有0.5 dB和0.7 dB的增益。      

一种低复杂度编码辅助载波同步算法

该文针对低信噪比下编码辅助同步算法存在复杂度高的问题,在分析了后验信息概率分布特性的基础上,通过设定表征可靠性大小的门限值得到了只有3种状态的简化后验均值和新的后验似然比。将新的后验均值和似然比分别运用到基于软扫频的粗同步和基于期望最大的细同步算法中,得到一种新的同步算法。新算法使用了一种新的评价函数和简化的期望最大算法。通过码率为1/6的Turbo码验证了新算法可以大幅降低加法及乘法的运算次数,在信噪比大于-7.9 dB时能达到理想同步,最大性能损失仅为0.05 dB。     

面向高速移动通信系统的载波同步技术

针对高速移动通信系统大多普勒频偏和导频资源受限条件下的载频同步问题,提出了一种级联递进载波同步方法.首先利用数据帧首尾导频块估计与校正接收信号多普勒频率变化率;然后设计了基于多级自相关运算的高精度多普勒频偏估计模型;最后采用三阶锁相环跟踪剩余的多普勒变化率和频率偏移.仿真结果表明,该方法多普勒频率变化率校正满足载波同步...     

一种低信噪比TDMA信号的载波同步算法

本文深入研究了基于FFT运算进行相位扩展的宽范围自相关函数法和宽范围L&R算法,分析了这两种载波频偏估计算法的性能.在此基础上,本文结合TDMA信号的前导字和CZT(chirp z-transform)算法的高频率分辨率特性,设计了适于低信噪比信号的宽范围载波同步改进算法.该算法利用TDMA信号的前导字进行数据辅助(DA)型载波同步,有效地缩小了低信噪比信号的频偏范围;再利用CZT算法进一步缩小频偏范围,最后利用非数据辅助型(NDA)自相关函数法得到精确的载波频偏.改进算法的计算复杂度略高于宽范围自相关函数法,而远低于宽范围L&R算法.通过仿真比较,改进算法对低信噪比(SNR)环境(3-6dB)中的信号具有良好且稳定的估计性能.     

“通信原理”课程中载波同步的教学方法研究

本文介绍了基于USRP（通用软件无线电外设）的载波同步教学方法研究.笔者首先介绍了载波同步的概念和常用方法,然后对一种常用的载波同步方法-Costas环法进行了介绍;最后利用USRP设备对调频广播电台中的RDS（无线数据系统）信号进行载波同步和解调,从而展示了载波同步的过程.这一教学方法提高了教学效果.     

基于前导序列的突发通信载波同步算法

在突发通信中,载波同步技术是解调系统的核心和关键技术。给出了一种基于恒包络零自相关序列(CAZAC)作为前导的突发通信载波同步算法,该算法基于CAZAC序列零自相关特性,先用载波频差前向校正、载波相位前向校正进行载波初始同步捕捉,再用锁相环技术进行跟踪,能够在低信噪比下进行快速载波恢复。仿真结果表明,本算法的同步速度快,捕获的频率范围较宽。     

基于Turbo码迭代的低信噪比载波同步技术

针对低信噪比短突发通信系统的载波恢复问题,研究了一种基于迭代思想的载波相位估计算法.该算法首先利用导频进行初始的载波相位估计,然后再利用Turbo译码器输出的软信息进行载波相位细估计,进而实现有效的载波同步.仿真结果表明,该算法仅利用11个QPSK导频符号就能校正较大范围的相位偏移,进而达到理想的误比特性能.     

直扩超宽带系统自适应同步方案

提出了一种新的直扩超宽带系统码片同步方法,通过设计具有重复特性的码来提高观察窗中信号的信噪比,将码片同步后窗口中的信息作为接收端本地信号与接收信号进行匹配接收,提高接收信噪比。PN码捕获门限根据接收信号的功率大小自适应调整。理论分析和仿真结果表明新方案有效降低了捕获时间而且可以获得与理想同步可比拟的误比特率性能。     

通信系统中同步技术的研究

同步是进行信息传输的关键前提,其工作质量直接决定通信的质量,几乎在所有的通信系统中都要先解决同步问题,稳定、可靠、准确的同步对通信至关重要.为了从整体上理解同步技术,本文系统阐述了载波同步、位同步、群同步和网同步的基本原理,并分析对比了各自的实现方法,最后给出各同步技术的性能指标及对通信系统性能的影响.     

高动态短时突发通信系统的载波同步技术

载波同步是数据解调中的重要环节之一。由于高动态短时突发通信系统的通信时间极短,在算法观测时间内可认为频率无变化,因此可对载波频偏进行一次校频,使之快速落入锁相环快捕带内,然后利用锁相环进行跟踪以完成载波同步。实践表明:利用一种改进的FFT校频技术对载波频偏进行一次校频,能使载波频偏快速落入锁相环快捕带内。最后分别对改进的FFT校频技术及锁相环进行了仿真分析,结果表明该方法在低信噪比下仍具有良好的性能。     

基于EM的低复杂度迭代载波同步算法

编码辅助载波同步算法充分利用译码软信息,可获得较理想的同步性能,但是目前这类算法存在复杂度高、处理时间长的问题。首先在推导迭代载波同步中后验均值与译码软信息关系的基础之上,通过选择性地进行译码判决反馈来减少不必要的计算点数,再根据前两次的迭代结果自适应地减小频率搜索区间长度,从而大幅降低同步参数估计的运算量。仿真结果表明,该算法能够有效工作在低信噪比环境下,可获得接近理想同步条件下的译码性能。     

通信系统中同步技术的研究综述

同步是进行信息传输的关键前提,其工作质量直接决定通信的质量,几乎在所有的通信系统中都要先解决同步问题,稳定、可靠、准确的同步对通信至关重要。为了从整体上理解同步技术,本文系统阐述了载波同步、位同步、群同步和网同步的基本原理,并分析对比了各自的实现方法,最后给出各同步技术的性能指标及对通信系统性能的影响。     

低信噪比下突发通信的同步检测

针对低信噪比下突发通信系统的同步检测问题,提出了一种利用接收信号平均信噪比和瞬时信噪比设置动态检测门限的同步方法,实现了信号检测门限的设置与信号脉冲出现时刻噪声能量的自适应匹配,提高了低信噪比下同步检测概率。计算机仿真表明在同步序列长度为63时,信号的有效检测工作信噪比可以降低到-5 dB。该方法适合于低信噪比下运动平台间的突发通信系统。     

基于正交变换的广义多载波系统自适应传输方案

针对基于正交变换的广义多载波系统(OT-GMC),提出一种正交变换模式和调制编码方式联合自适应的单载波混合传输方案。该方案以最大化频谱效率为优化准则,依据接收信号的信干噪比(SINR)自适应切换正交变换模式和调制编码方式。当正交变换采用恒等变换时,对子带数据进行独立的链路自适应,提高了频谱效率。当正交变换采用离散傅里叶变换时,发射信号具有较低的峰均比,提高了发射端的功放效率。该传输方案实质上获得了单载波混合传输系统内频谱效率和峰均比的最优化折中性能。仿真表明,多径信道下该混合传输方案的吞吐量性能优于单一传输方案。     

一种基于自适应步长的载波相位恢复方法

近年来,为了实现无线通信中全数字化的载波同步,以文献[5]为代表,提出了一种依据最大似然估计理论,通过不断迭代计算最终实现载波相位同步的方法。本文针对该方法中步长固定的缺点,提出了一种基于自适应步长的载波相位恢复方法。由于步长能够自适应的变化,使得新算法的相位跟踪速度更快,适用于需要快速载波同步的相干通信系统。仿真结果表明,在高斯白噪声信道下,新方法的相位跟踪速度比固定步长方法大约提高一倍,此外,新方法能很好地解决收敛速度与稳态性能之间的矛盾,即使在较低的信噪比下仍有令人满意的相位跟踪效果。     

一种单载波MIMO系统的同步算法

单载波系统由于具有峰均功率比低,对频率偏差不敏感等特点一直以来受到关注,但现有公开的文献中还没有对与MIMO结合的单载波系统给出比较完整的解决方案。提出了一种适用于单载波MIMO系统的帧结构和同步算法,结合了迭代估计和分集合并的优点,仿真结果表明该算法在低SNR条件下可以解决单载波MIMO系统的同步问题。     

散射通信系统中SNR自适应预测技术

对流层散射通信的快衰落特性导致接收信号信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)不断变化，根据时变SNR进行自适应编码调制，可以使业务速率实时跟随SNR的变化而改变，在保证可靠传输的前提下有效提升通信吞吐量。针对散射通信系统自适应编码调制的需求，在归一化最小均方(Normalization Least Mean Square, NLMS)算法和递归最小二乘(Recursive Least Square, RLS)算法的基础上，提出了改进递归最小二乘(Modified Recursive Least Square, MRLS)SNR预测算法。SNR预测算法可以解决接收端估计的SNR反馈到发送端的延迟问题。经过仿真和外场实验测试，相比NLMS算法和RLS算法，所提出的MRLS算法具有更小的SNR预测误差。采用所提出的MRLS算法进行自适应编码调制流程后，相比NLMS算法和RLS算法，在外场实验中分别可获得约0.4、2 Mb/s的平均业务速率提升，证明了所提出算法的性能优势。     

短波自适应选频系统的帧同步方法

文中介绍一种帧同步提取方法，用于符合美国ＭＩＬ－ＳＴＤ－１８８－１４１Ａ标准的自适应选频设备中，设备经过室内和线路试验，结果证明这种方法是可靠的，自动链路建立具有较高的呼通率。     

一种基于自适应的DS-UWB同步捕获方法

提出一种在室内密集多径信道环境下的直扩超宽带(DS-UWB)多用户接收信号的同步捕获方法,并对该方法的性能进行了理论分析和仿真验证.该方法利用冲激脉冲经过密集多径信道后其能量在时间上扩展的特点,采用随机训练序列,结合自适应均衡,以训练序列与判决输出之间的误差均值最小作为判决准则,通过可变步长有重点搜索能量最大区间来实现快速同步.