频率选择性衰落信道下的同步参数联合盲估计算法

对于多径频率选择性衰落信道以及低信噪比环境下线性调制信号的同步参数盲估计问题,提出基于循环累积量的载波频偏、初始相偏和符号定时误差前向联合盲估计算法。通过理论推导得出多径频率选择性衰落信道下信号的循环累积量与初始相偏和符号定时误差的数学关系。在此基础上先以较大频率间隔进行粗估计确定频偏范围,再以较高精度遍历检测信号特定循环频率,提高载波频偏估计精度,进而由累积量值估计出初始相偏和符号定时误差,不依赖于信道衰落和加性噪声的分布特性,尤其适用于频偏、相偏、定时误差和信道衰落同时存在的复杂情况。仿真结果表明,该算法 能有效实现低信噪比和多径频率选择性衰落信道下对线性调制信号同步参数的联合盲估计。     

一种适用于散射通信的联合帧同步和频偏估计算法研究

针对对流层散射通信中存在的多径衰落以及收发两端频偏,对一种适用于对流层散射通信的联合帧同步和频偏估计算法进行了研究;设计了一种适用于对流层散射通信的新型同步帧结构,其在帧同步信息前增加了周期循环PN序列用于辅助判决,能够提高衰落信道下的信号起点捕获概率;采用基于FFT的部分相关频域捕获算法,搜索最大相关值和频偏索引,同时完成了帧同步和频偏估计;在多径衰落和频偏影响下实现了联合帧同步和频偏估计算法;仿真结果表明:在衰落速率5 Hz,频偏1000 Hz散射信道下,正确捕获到帧同步信息概率在-4 dB信噪比下仍可达到90%以上,且频偏估计偏差在0.4 Hz以内     

基于线性回归的UWB系统频偏估计算法

提出了一种利用接收序列与本地PN序列的相关值辐角的线性回归来估计UWB系统载波频偏的方法,该算法将接收序列与本地PN作相关,利用辐角随时间的线性变化特性,将相关值辐角作线性回归估计频偏.仿真结果表明,与传统PN相关频偏估计算法相比,该算法性能稳定,在有效估计区间内估计精度不受频偏大小影响,抗多径能力强,在低信噪比仍有较高的估计精度.此外,此算法与系统同步使用相同的PN序列与相关计算结果,节约了系统资源,易于实现.     

CMMB系统的整数倍载波频偏估计方法

在中国移动多媒体广播(CMMB)系统中,发送端的加扰使基于导频相关的整数倍载波频偏估计方法无法正常工作。针对该问题,提出一种适用于CMMB系统的整数倍载波频偏估计方法。利用CMMB帧结构中特有的同步信号进行整数倍载波频偏估计,避免发送端加扰对频偏估计的影响。仿真结果表明,该方法在低信噪比、高多普勒频偏的多径信道下仍具有良好的估计性能。     

CMMB系统同步算法FPGA实现及验证

为了提高CMMB系统广播信号接收同步精度,提出了一种使用CMMB信标进行载波和定时精确同步的算法。首先通过基于循环前缀的算法进行小数倍频偏估计和定时粗同步,再利用同步信号中伪随机序列的相关特性进行整数倍频偏估计和精确定时同步。仿真表明,在高斯白噪声下,CMMB系统同步算法的小数倍频偏性能与基于循环前缀的算法相当,但可以进行整数倍估计且定时精度高,在多径信道下,CMMB系统同步算法的估计精度优于基于循环前缀算法。实验结果验证了仿真的正确性。     

分布式MIMO-OFDM信号多频偏多信道联合盲估计

针对多径衰落信道下分布式多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中频偏信道联合盲估计难的问题,提出了一种有效的多频偏多信道联合盲估计方法。该算法利用盲解卷积分离算法接收信号的同时得到有频偏影响的多个信道,对分离后的多个信号进行逐个频偏估计,补偿整体信道并去除信道模糊度,得到有效的信道估计值。仿真结果表明,与基于导频的频偏信道估计方法相比,所提算法可在5 dB获得1e-6的频偏估计精度,在15 dB左右获得1e-2的信道估计精度,实现了分布式MIMO-OFDM信号的多频偏多信道联合盲估计。     

一种有效的LTE下行残留频偏估计方法*

针对LTE系统对载波频偏敏感的问题,提出了一种适用于LTE下行的残留频偏估计方法。该方法利用时域相邻的主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)的频域信道估计值的共轭相关运算来估计载波频率的残留偏差。理论分析表明,该算法估计范围小,但估计精度高,且运算量少,实现复杂度低。同时仿真验证了该算法在高斯加性信道(AWGN)和多径衰落信道下均有良好的性能。     

基于共轭对称结构训练符号的OFDM同步算法性能分析

对利用共轭对称结构训练符号进行OFDM同步的算法在多径衰落信道下的性能进行了分析,指出了这类鼻法所适用的信道环境:在第一径为主径、具有很强的功率,而其它径的功率较小的信道环境下,这类算法能完全准确的进行定时同步和整数频偏估计,当这类算法用在不存在功率很强的主径的信道环境下,算法的定时估计精度会下降,并无法保证能够进行完全正确的整数频偏估计,增加子载波的数目和提高信噪比能从一定程度上克服这种情况,但这增加了系统的复杂度.     

DTMB系统的同步算法设计与实现

针对DTMB系统设计并实现了一种同步方案。该方案采用延迟相关和本地互相关的联合同步算法,准确地完成信号帧同步,通过载波频偏估计和纠正有效地抵抗多径和频偏的影响。仿真表明在多径信道下该方案能够准确地实现帧同步和载波频偏估计。该联合同步方案复杂度低,易于硬件实现。     

基于ZigBee的LS频偏估计改进算法

针对无线信道的多径干扰特性,本文对基于最小平方(LS)误差准则的数据辅助式频偏估计算法进行改进,提出一种根据训练序列或前导符的相关性进行频率偏移估计的改进算法.在ZigBee协议条件下的仿真结果表明该改进算法的均方误差优于BAF(best angular fit)算法的均方误差.当信噪比(SNR)大于9 dB时,该算法的频偏估算精度接近于粗略频偏估计与精细频偏估计相结合的估计算法,其估算均方差接近克拉美—劳下界(CRLB).因此,在大城市无线信道环境下,该算法能满足基于ZigBee技术的无线自动抄表的通信要求.     

改进CAZAC序列的OFDM时频同步算法

针对先前一些算法存在定时模糊以及存在较大干扰峰干扰的问题,提出了一种基于加权CAZAC序列的OFDM系统同步方案。利用训练序列共轭对称特性进行符号定时和频偏估计。利用训练序列延迟相关和对称相关的特点进行定时和粗频偏估计,能够有效抑制干扰从而得到更好的估计性能。利用循环前缀的冗余信息进行小数倍频偏精细估计。此外分析了整数倍频偏对时域CAZAC序列的影响。采用时域循环移位进行整数倍频偏估计。通过与其他算法的仿真对比可以得出,多径衰落信道下所提算法能够取得较高的定时准确率和频偏估计精度。     

一种适应于IEEE 802.15.4k标准的高精度频偏估计算法

为实现基于IEEE 802.15.4k标准的长码字直接序列扩频系统(Direct sequency spread spectrum, DSSS)在低信噪比下的频偏估计,提出一种高精度、稳定的改进频偏估计算法。该算法在保证频偏估计范围的前提下同时利用相位和幅度信息对信号作有偏自相关和迭代,提高包含相位信息的序列的信噪比,然后对有偏自相关信号的各阶差分计算相位幅角并加权平均,克服了 Fitz方法在低信噪比下近似条件难以满足的缺点。实验结果表明该算法能在不缩小估计范围的同时实现极低信噪比下的精确频偏估计,估计精度满足IEEE 802.15.4k标准下接收系统对残余频偏的容忍度。     

数据辅助的时域自相关与互相关联合频偏估计方法

针对数据辅助下突发数据通信中频偏估计精度低和复杂度高的问题,提出了一种数据辅助的时域自相关与互相关联合频偏估计方法。首先,推导出基于通用数据帧结构的频偏估计克拉美劳界（CRB）,同时引入一个形式上更为简单的近似CRB作为估计算法的性能界;然后,在自相关估计中,利用自相关算子和复信号指数化近似得到具有较大范围和较低信噪比门限的自相关算法;在互相关估计中,借鉴自相关估计原理,利用互相关算子获得兼顾低复杂度和高精度的互相关算法。仿真结果表明,所提方法可估计出接近符号速率一半的载波频偏且达到了近似CRB性能;与经典的M&M算法相比,所提方法的估计精度提高了5倍,且从实乘运算来看还具有与导频长度相关的线性复杂度,适用于突发数据通信的工程应用。     

基于PN序列的频偏估计算法

本文提出了一种基于时域PN序列导频相关性的频偏估计算法,通过计算接收信号和发送信号共轭乘积的自相关函数,将频偏估计问题转化为一个单频谱估计问题,并且给出了简化的谱估计算法,从而避免了频率搜索,具有较低的实现复杂度,另外,此算法使用和符号同步相同的PN序列资源,节省系统频谱资源。在多径信道下也给出了相应的形式,经过理论分析和仿真证明了,在多径信道下,改进算法的获得了频率分集增益,提高了估计性能。     

Blind synchronization scheme using the conjugate characters of the OFDM BPSK-modulated symbol

Previously, Beek?s scheme for timing and frequency offset estimation in the OFDM system employs cyclic prefix (CP) has been proposed under the assumption of independent identified distributed (i.i.d.) OFDM symbols. Actually, the real data in the OFDM modulated symbol, transferred by the inverse fast Fourier transform (IFFT), has the characters of complex symmetry. With these characters, more information in the whole OFDM symbol could be used for the timing and frequency offset estimation. In this paper, two conjugate symmetry characters of the OFDM BPSK-modulated symbol are used to achieve blind timing estimation algorithm in the OFDM systems. One is symbol-based symmetry and the other is CP-based symmetry. With these two conjugate characters applied to the proposed algorithm, the timing of the OFDM BPSK-modulated symbol could be derived. Under an AWGN channel, based on the performance of lose symbol timing rate and estimator mean square error, the proposed algorithm is with a tremendous improvement compared with Beek?s estimation method. Under a multipath fading channel, the results show that performance including lose symbol timing rate and estimator MSE with the proposed algorithm is better than those algorithms with Beek?s estimation method. In practical OFDM applied system, the OFDM BPSK-modulated symbol could be used to replace the preamble or training sequences in the standard to obtain an accurate timing and frequency offset estimation and to avoid the data rate decreasing with the proposed algorithm.     

TD-LTE系统小区初搜及算法研究*

设计了详细的LTE系统小区搜索流程,包括定时同步、频率同步、扇区ID和小区组ID检测等,其中针对频率同步提出了一种基于主同步信号(PSS)的最大似然算法,为用户终端(UE)提供了精确的小数倍频偏估计。该算法能准确估计出频率同步时小数倍频率偏移。理论分析与仿真结果表明,该算法在AWGN和多径信道下性能良好,具有较高的定时和频偏估计精度。     

基于IR-UWB雷达的多视角融合动态目标追踪

近年来,对运动目标的定位和追踪被广泛地应用于室内导航、智能家居、安防监控和智慧医疗等场景.基于无线射频信号的非接触式定位追踪受到了研究人员的广泛关注,其中基于商用IR-UWB的技术能够以较低的成本和功耗实现目标定位和追踪的功能,具有较强的发展潜力.然而,现有工作大多存在以下问题:1)追踪场景受限,只针对理想情况下室外或者相对空旷的室内场景进行建模和处理; 2)目标的运动状态受限且建模过于理想; 3)虚假动态目标引起的追踪精度不足.为了解决这些问题,在理解多径场景下接收信号谱组成的基础上,提出一个基于IR-UWB的动态目标追踪方法.首先提取原始信号谱中动态成分,并利用基于高斯模糊的多径消除和距离提取算法,消除了多径干扰,仅保留与运动目标直接相关的一次反射信息,从而准确地获取了目标的距离变化曲线.随后,提出多视角融合算法,将不同视角上的设备距离信息进行融合,实现对自由活动目标的准确定位和追踪.此外,还搭建一个基于低成本商用IR-UWB雷达的实时动态目标追踪系统.真实室内家居场景中的实验结果表明,系统估计的人体中心的位置与真实运动轨迹的误差始终小于20 cm.在改变实验环境、实验者、活动速度...