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。     

地空信道下基于OFDM/OQAM系统的时频同步算法

针对正交频分复用/交错正交幅度调制（OFDM/OQAM）系统无循环前缀而对时偏误差敏感,以及在具有大多普勒频移的快时变地空信道下对频偏估计要求较高的问题,提出了一种适用于地空信道OFDM/OQAM系统的自相关估计（ACE）时频同步算法。该算法中符号定时采用较少的辅助序列实现快速捕获和定时,频偏估计通过优选同步自相关序列进行两次自相关运算,将两次运算估计的频偏值进行加权平均,获得最终频偏估计值。在计算机上进行仿真,其中与改进最小二乘（MLS）算法和训练序列（TR2）算法相比,ACE算法符号定时相关峰值对比度提高至原来的3倍;在飞行状态下系统误码率（BER）为10^-2时有10dB信噪比增益,在地空信道到达状态下BER为10^-3时有3dB信噪比增益。仿真结果表明,ACE算法进一步提升了时频同步精度和误码性能。     

多径衰落信道下OFDM时间同步算法的研究

为了论述一种适于多径衰落信道的OFDM时间同步新方法:首先,将接收的信号乘上其共轭得到信号的能量;然后,进行问隔为OFDM数据符号长度减去循环前缀(CP)长度的能量差分得到相关晒数;最后,联合多个符号的块采样进行同步估计.由于利用了信号能量的差分关系,使得同步峰更加明显,再联合多个符号的估计,更加强了同步的稳定性.在多径衰落信道下进行仿真,结果表明,不但能获到较好的符号定时同步性能,而且还消除了频偏对于符号定时的影响.     

一种数据辅助的OFDM符号定时同步算法

针对正交频分复用系统的同步偏差敏感性,提出了一种新的符号定时同步算法。该算法通过新设计的训练序列结构,得到新的符号定时偏移估计函数表达式。仿真结果表明,该算法有效地克服了Schmidl、Minn和Park算法中的符号定时缺陷,并且在低信噪比下能实现更准确的同步;另外,该算法在同等条件下符号定时偏移估计的均方误差更低。     

基于PN序列的OFDM时频同步改进算法

在训练符号辅助的正交频分复用同步算法中,训练符号中循环前缀的起始位置会出现与正确定时位置处强度相近的相关峰,从而造成定时错误。针对该问题,将现有共轭对称结构的训练符号,乘以伪随机加权因子而构造出新的同步训练符号,基于新的训练符号给出定时同步测度函数,并提出相应的定时同步算法和频偏估计算法。利用伪随机加权因子的自相关性,可有效消除循环前缀的相关峰,减少定时错误,提高频偏估计精度。理论分析和仿真结果表明,该算法在改善同步性能的同时,可降低计算复杂度。     

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。     

一种改进的OFDM符号定时同步算法

针对先前一些算法存在定时模糊以及干扰峰峰值较大的问题,提出了一种改进的OFDM符号定时同步算法。分析了先前算法问题产生的根源,设计了两种同时具备频偏估计能力的新训练符号,并给出了相应的定时尺度函数。对新算法的定时尺度函数进行了分析,得知它的定时尺度非常尖锐,几乎不存在干扰峰,而且不受循环前缀长度的影响。仿真结果表明新算法克服了已有算法的缺点,有效地提高了定时估计的精度。当信噪比大于5dB,在加性白高斯噪声信道下定时估计的均值与方差都为零,可以实现精确的定时同步。     

OFDM航空数据链联合同步新算法

指出航空正交频分复用(OFDM,orthogonal frequency division multiplexing)数据链同步的必要性,在分析前人OFDM同步算法优缺点基础上提出一种新的联合同步算法,该算法设计了新的训练符号结构,通过定时同步判决函数实现定时同步,通过小数和整数频偏估计实现频率同步,并针对具体应用给出本算法与其他主要算法的仿真对比结果,证明此算法定时同步错误概率更低,低信噪比时仍能正确同步,频率同步均方误差更小,性能更优.     

802.16e系统同步方法

针对基于802.16e前导周期性的同步方法在有相邻扇区干扰情况下失效的问题,提出一种基于前导时域共轭对称性的同步方法。该方法可同时完成帧检测、符号定时和载波频偏估计,简化系统同步模块的复杂度。仿真结果表明,即使在扇区干扰严重的多径信道环境下该同步方法依然可以获得较好的性能。     

PN code-aided timing estimation,channel estimation and signal compensation in OFDM systems

In this paper, based on the correlation properties of the pseudo-random (PN) code, a scheme is proposed to achieve frame synchronization in the OFDM system. According to the estimated path delay time, the channel impulse response could be obtained with the proposed scheme. Then, based on the estimated channel response, the signal could be compensated through the one-tap frequency domain equalizer. Simulation results of the proposed frame synchronization scheme and channel estimation are presented in the paper. The miss probability of frame timing with the proposed frame synchronization scheme performs better than that with the moving average scheme and Beek's scheme. Besides, in the channel estimation, the estimator mean square error with the proposed algorithm is better than that with the algorithm using frequency domain pilots. Moreover, with the signal compensation by the estimated channel information, the frequency domain one-tap equalizer is used to improve the system performance.     

Blind symbol timing synchronization scheme for real-time industrial wireless control network using high-speed preambleless OFDM systems over multipath fading channels

An accurate estimation of symbol timing is crucial for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) demodulation, since synchronization errors might destroy the orthogonality among all subcarriers and have greater impact on the system performance than single carrier systems. The symbol timing offset (STO) that leads to inter-symbol interference (ISI) and inter-channel interference (ICI) must be avoided as much as possible. In this paper, a novel symbol timing synchronization algorithm is proposed for OFDM systems on the basis of cyclic prefix (CP). A metric function and a positioning function have been designed by taking advantage of the correlation properties of OFDM signals. Computer simulations demonstrate that the schemes are superior because they achieve accurate timing offset estimation with smaller standard deviation (SD) and relatively lower computational complexity compared with the existing methods based on CP under high signal–noise ratio (SNR) assumption over frequency-selective channels, which can meet the real-time requirements in wireless local area network (WLAN) environments for factory automation (FA).     

多指数连续相位调制信号非数据辅助的前馈符号定时恢复算法

针对多指数连续相位调制(Multi-h CPM)信号的符号定时恢复困难且算法复杂的问题,提出了一种多指数(Multi-h) CPM信号的非数据辅助的前馈符号定时恢复算法。该算法基于Multi-h CPM信号的调制指数同步偏差和符号定时偏差的联合似然函数,通过平均可能的调制指数同步偏差所对应的期望函数将其联合似然简化,得到符号定时偏差似然函数以及符号定时偏差估计值,并给出了其定时偏差估计算法的修正的Cramer-Rao限(MCRB)以及其符号定时恢复的实现方案。仿真结果表明,该算法适用于全响应和部分响应的Multi-h CPM信号,符号定时恢复性能良好且对残留载波频偏和调制指数同步偏差不敏感。     

基于辅助数据的OFDM时间同步算法

为了实现OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)系统在任意载波频偏下的高精度同步,本文提出了一种基于辅助数据的系统定时偏移估计方法.首先,在高斯白噪声信道下,基于不具有特殊结构的辅助数据,推导了最大似然准则下的最佳同步算法;然后针对最大似然法复杂度过高的问题,设计了计算复杂度降低的次优方法;最后,采用蒙特卡罗仿真,在频率选择性瑞利衰落信道下,对得到的新算法进行了评估.实验结果表明,新方法的定时性能显著优于传统算法.     

多径衰落信道下OFDM系统的符号同步方法研究

由于在正交频分复用(OFDM)的系统中存在符号时间同步误差,为了消除这种误差,提出了工作在多径衰落信道的符号时间频移(STO)估计方法,即基于CP的符号时间偏移估计和基于训练符号的符号时间偏移估计,通过仿真对基于循环序列(CP)估计技术的最大似然法(ML)和基于训练符号的最小均方差异法(Classen)两类性能比较分析,在无载波频移条件下,ML算法精确度更高,当存在载波频移时,Classen算法精确度更高。     

OFDM系统中基于插值的频率同步

发送端和接收端时钟振荡器的不匹配以及多普勒偏移导致了载波频率偏差.在正交频分复用(OFDM)系统中,这种频率偏移会使信号产生很大的误差,严重影响系统的性能.因此在收发两端进行载波频率同步减小这种偏移是非常必要的.文中提出了一种OFDM系统中基于插值的载波频率同步算法,该算法仅需要一个OFDM训练符号,采用最大似然估计,完成频率偏移的捕获,在算法实现中,插值操作通过频域的循环卷积来完成.基于插值的同步算法独立于可能发生的载波相位偏移,具有很高的稳定性.仿真结果表明,作为一种捕获阶段的同步算法,能够给跟踪阶段一个很好的起点,从而改善系统整体性能.     

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OFDM系统中的符号定时同步方法

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)足一种高效的数据传输技术,具有良好的抗频率选择性衰落能力,并且提高了频谱利用率.但是OFDM对同步误差十分敏感,特别是符号同步误差.这样会导致解凋性能迅速恶化,从而使整个OFDM系统性能下降.传统的MLE算法虽对符号定时估计很有效,但在ISI干扰情况下性能不高,Schmidl提出的利用训练序列的同步算法虽对符号定时估计很有效,但在ISI干扰以及低信噪比情况下性能不高.通过对Schmidl算法的改善,提出了一个新的改善算法.通过Matlab的模拟仿真表明,在信噪比较低时,新的算法定时估计性能优于Schmidl的算法.     

一种OFDM系统中的符号定时同步方法

正交频分调制（OFDM）是一种高效的数据传输技术,具有良好的抗频率选择性衰落能力,并且提高了频谱利用率。但是OFDM对同步误差十分敏感,特别是符号同步误差。传统的MLE算法虽对符号定时估计很有效,但在ISI干扰情况下性能不高。针对MLE算法的不足,提出了一个基于新的算法。同时通过Matlab的模拟仿真表明,在信噪比较高时,新的算法定时估计性能优于MLE算法。     

An improved residual frequency offset estimation scheme for OFDM based WLAN systems

Coarse frequency offset estimate and tracking of residual frequency offset are two crucial stages for frequency synchronization in OFDM based WLAN systems. An improved frequency offset estimation scheme is proposed for tracking residual offset. The estimation scheme is dependent on the position of an OFDM symbol in a frame.     

基于FPGA的OFDM时频同步系统的设计与仿真

同步技术是OFDM中的一项关键技术.但由于无线信道的随机性,传统方法在门限设定上无法兼顾判断准确性和计算复杂度两方面性能.针对这一问题,提出了一种将相对门限和浮动门限相结合的同步判决方法,它能够在保持判断准确性的同时降低计算时的复杂度.此外,通过交叠计算训练序列相关值的方法来提高频偏估计精度.在此基础上,详细阐述了算法关键模块的电路结构和硬件实现.仿真结果表明该算法在多径信道环境下具有较高的时间同步和频偏估计精度,能够有效地降低硬件资源消耗,节省传输带宽.