无线OFDM系统同步技术综述

近年来,正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术得到了非常广泛的应用,而同步性能的好坏对于采用OFDM技术的系统能否正常工作有很大的影响。文章介绍了OFDM系统的一般同步流程,对几种经典的OFDM系统同步算法进行了综述,并分析了OFDM系统同步技术的发展方向。     

OFDM同步算法研究及实现

正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术具有很强的抗多径能力及较高的频谱利用率,能在无线信道中提供可靠的高速数据传输,是未来通信系统的主流技术之一,例如LTE、WiMax等新兴标准都利用OFDM调制技术进行下行数据传输.同时,OFDM技术对接收系统的同步精度要求严格,因此同步技术是实现OFDM通信系统的关键技术之一.文中对OFDM同步技术进行了深入研究,利用FPGA平台设计完成了基于Schmidl同步算法的OFDM通信接收系统,并利用真实仿真平台进行了仿真验证.     

基于信道响应算法的OFDM多径同步技术

为了解决多径对OFDM（正交频分复用技术）同步的影响,提出了一种工程易实现的多径同步技术。首先分析了多径对同步的影响,并利用FFT（快速傅立叶变换）频谱特性,通过公式推导提出简化算法,从而节省系统资源,利于在工程中实现;利用差分算法产生粗同步和信道响应算法产生精同步的方式实现了多径下的准确同步。该方法易于在工程中实现,并对其他在多径下使用的系统都具有参考意义。     

基于OFDM技术的多模式可配置同步系统结构

OFDM技术较强的抗多径能力和较简化的接收机设计方案,使得越来越多的无线网络在OFDM技术的框架下共存,这使得多模式终端成为支持多网融合泛在通信的重要解决方案。从OFDM系统的同步技术着手,将定时同步和频偏估计方案进行整合,提出了多模式可配置的同步系统的概念,并给出了支持WLAN、LTE和DVB-T等标准的多模式可配置同步系统结构。     

WLAN系统中MIMO—OFDM时间同步算法

MIMO—OFDM技术是无线通信领域智能天线技术的重大突破,并且已经被引入无线局域网（wLAN）的标准,是下一代高速无线局域网标准IEEE802．1in的核心技术。但是其中一些关键技术仍待解决和完善。MI—MO—OFDM对时间和频率偏移非常敏感,因此MIMO—OFDM同步显得尤为重要。本文提出了一种新的WLAN系统中MIMO—OFDM时间同步算法。通过PN码控制训练序列极性,达到更好时间同步效果。     

无人机信道下OFDM系统同步研究及仿真

正交频分复用（OFDM）技术由于其高效的频谱利用率和良好的抗多径和频率选择性衰落性能,成为无人机通信链路数据传输技术的一种可能的解决方案。针对无人机数据链系统技术指标要求,给出了OFDM系统参数设计和同步需求分析,提出了有效的OFDM同步技术方案,并在实用的无人机信道下对系统同步性能进行了仿真和分析。仿真结果表明,所提技术方案具有较好的同步性能和误码率性能,能够满足OFDM无人机数据链系统性能要求。     

同步多载波扩频地面数字电视传输协议

提出同步多载波扩频（SMCC）技术,其中用多载波技术OFDM克服多径效应和建立单频网体制（分布化）,采用时－频并行扩频技术（CDMA）带来的快速OFDM符号同步克服在遮蔽间穿行接收的信号重入／再同步困难,采用周期连续导频技术解决高速移动时的多普勒频移跟踪问题和运动衰落（面向移动接收）,采用系统传输流的定秒精确同步技术解决在建立蜂窝单频网（Cellular SFN)传输体制（基站化）的困难,用以解决城市楼群遮蔽的覆盖问题,并为数据回传（双向化）所需的同步、定时、定位提供技术手段。     

正交多载波调制(OFDM)技术及其应用

本文首先介绍了正交多载波调制（OFDM）技术适用于高速数据传输的原理,着重讨论了OFDM基于FFT算法在基带实现多载波调制的原理和OFDM中的同步问题,最后对OFDM在宽带无线数据传输中的应用作了初步展望。     

TDMA网络的FH-OFDM同步算法研究

首先对比了FH-OFDM（跳频OFDM）两种组成形式的优缺点,据此选择了其中一种形式构建了TDMA网络的FH-OFDM的系统模型;然后分别讨论了该系统中跳频同步、时分多址（TDMA）网同步和正交频分复用（OFDM）同步的算法以及三者之间的关系;并对OFDM同步算法进行了深入讨论,构造了基于数据辅助估计的FH-OFDM跳帧结构;利用短训练符号进行了OFDM同步的Matlab仿真,分析了影响频偏估计的因素,并提出了一种工程上选择训练符号的参考方法。     

4G中MIMO-OFDM系统的研究

本文介绍了第四代移动通信（4G）系统中的OFDM和MIMO技术，叙述了MIMO—OFDM系统模型及其相应的关键技术，包括同步技术、空时处理技术、自适应调制和编码技术、信道估计技术。     

电力线通信中OFDM同步改进算法研究

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是一种能够有效对抗电力线通信中的频率选择性衰落、多径和窄带干扰的技术,而OFDM技术对同步偏差十分敏感,微小的同步偏差也会影响OFDM系统的性能.针对电力线通信中OFDM系统的同步问题,给出一种基于恒包络零自相关(CAZAC)序列的时频同步的方法.MATLAB仿真表明,所提算法在减少运算量的基础上能很好地完成符号同步和频偏同步,明显改善电力线中OFDM的同步性能.     

特高频/甚高频频段OFDM系统同步技术的算法改进及仿真

本文研究了一个以OFDM技术为核心,大幅提高VHF/UHF频段频带利用率的无线数据通信系统,并对该系统的关键技术——同步进行了较为详细的讨论,包括帧同步、符号同步及小数倍频偏、整数倍频偏同步.与已有文献记载的同步方案相比,该系统不但具有较小的运算量、较低的实现复杂度,而且具有较好的性能.     

一种OFDM同步系统的DSP实现

同步是OFDM系统的关键技术之一,在介绍OFDM系统结构的基础上,围绕OFDM的同步问题,根据SC算法的原理,提出了OFDM同步的方案,并给出了帧同步、频偏同步和FFT的DSP实现方法。通过实验系统的中频对接测试,测试结果表明利用不同时间间隔的2个训练符号2的相关性,系统能够较好地实现不同频偏估计范围的同步,该测试方案为系统在无线信道中进行同步测试提供数据依据。     

基于分数阶傅里叶变换的正交频分复用系统同步分析

在基于分数阶傅里叶变换的正交频分复用系统中,分析并讨论了载波频率误差、采样频率误差以及时间同步误差对系统性能的影响,并与传统的基于普通傅里叶变换的正交频分复用系统的同步性能进行了比较.仿真结果表明:当系统参数选择适当时,基于分数阶傅里叶变换的正交频分复用系统在载波频率误差方面具有较好的同步性能.     

利用CAZAC序列共轭对称性的OFDM时频同步算法

符号定时和载波频率偏差将严重影响OFDM系统的性能。基于具有重复结构的CAZAC序列,提出了一种仅利用一个CAZAC符号实现符号定时、整数倍频偏与小数倍频偏估计的同步算法。首先,所提算法在完成粗定时同步的同时得到整数倍频偏估计。然后根据整数倍频偏估计值对定时估计进行修正,最后完成小数倍频偏估计。分析与仿真结果表明,该算法相比于传统PARK算法,不仅完成了定时估计,而且得到了频偏估计;相对于经典SC算法,不但提高了传输效率,还显著改善了OFDM系统的定时与频偏估计性能;相比于利用CAZAC序列的同步算法,提高了算法的估计精度以及对多径信道的适应性。      

MIMO-OFDM同步门限值方法

正交频分复用技术(OFDM)由于其对抗多径能力强和频谱利用率高而被视为下一代无线通信的核心技术。多输入输出(MIMO)技术和OFDM技术已经或者即将应用于各种高速宽带通信系统中,对于MIMO-OFDM系统关键技术的研究至关重要。MIMO-OFDM与SISO-OFDM相似,对定时同步错误和频率偏移敏感,定时和频率不同步都可能会破坏帧结构,因此准确的符号定时和精确的载波频偏估计是系统正常工作的前提。本中首先用CAZAC序列构建出共轭交错结构作为训练序列,然后应用门限值方法改进定时同步估计并基于交错结构进行载波频率偏移估计,最后结合仿真结果确定影响门限值性能的参数值。仿真数据显示,在多径信道条件下,该方法可以使得系统的误码率相对传统方法得到进一步减小,有效地提高同步性能。      

基于格雷互补序列的OFDM无线激光通信定时同步

正交频分复用(OFDM)是一种能够有效对抗频率选择性衰落的通信技术。因此,结 合了OFDM技术的无线激光通信技术成为对抗大气湍流影响的一种重要技术。但是OFDM技术 容易受到符号定时同步偏移的影响,导致信号的快速傅里叶变换窗口失准而严重降低通信 性能。针对基于OFDM的无线激光通信系统的定时同步问题,提出了一种新的定时同步 方案。该方案的训练符号由格雷互补序列组成,利用格雷互补序列的自相关特性,将接收 到的训练序列与本地序列做相关运算,实现精确稳定的定时同步。结合大气湍流模型,通 过实验与仿真的方式验证了本文提出的方案相比于基于伪随机序列和恒包络自相关序列的 方案有更好的定时同步性能。尤其是在0-4 dB的低信噪比时,本方 案的定时同步偏移均方 差小于1个采样点,这也使得本方案在大气弱湍流信道下,相较于对比方案有2-4 dB的性能提升。     

多径衰落信道下的OFDM时频联合同步算法

符号定时和载波频率偏差将严重影响OFDM系统的性能。基于具有重复结构的CAZAC序列,提出了一种仅利用一个CAZAC符号实现符号定时、整数倍频偏与小数倍频偏估计的同步算法。这种算法在完成粗定时同步的同时得到整数倍频偏估计,然后根据整数倍频偏估计值对定时估计进行修正,最后完成小数倍频偏估计。分析与仿真结果表明,该算法相对经典算法,不但提高了传输效率,还显著改善了OFDM系统的定时与频偏估计性能,相比CAZAC序列算法,提升了多径信道下的同步性能。     

时频同步误差对OFDM系统性能的影响

作为4G中的关键技术的OFDM（正交频复分用）,把信道分成许多正交子信道,各子信道间保持正交,频谱相互重叠,这样减少了子信道间干扰,提高了频谱利用率。时频同步是OFDM系统中的关键问题,丈章经过严密的理论推导,分析了OFDM系统中的时间同步误差和载波频偏对接收机解调性能的影响。     

OFDM系统中同步问题的研究

OFDM系统的实现还存在着一些方面问题,如：同步问题尤其是频偏,峰值功率与平均功率比值过高,器件的非线性化等。OFDM系统对同步偏差敏感是本文讨论的重点,尤其是频偏。因此怎样获得准确的符号定时和载波频偏估计对OFDM系统性能至关重要。本文围绕OFDM同步过程中的符号定时和载波频率偏差问题进行描述,在分别介绍同步过程中捕获和跟踪两个阶段各自一些典型算法基础上,对一种基于保护间隔／循环前缀（PI／CP）的联合实现符号定时和载波同步最大似然估计（MLE）算法进行叙述并仿真。