TDMA信号的宽范围载波同步译码联合迭代处理

针对时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)信号提出了宽范围的载波同步译码联合迭代处理的方案。该方案主要分为三个部分,首先利用TDMA信号的同步码进行数据辅助同步,对信号中的大频偏和相偏进行粗估计和纠正;然后利用线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)算法针对整突发帧进行非数据辅助同步,精确估计和纠正信号的剩余频偏;最后通过利用译码器输出的软信息进行编码辅助同步,多次迭代得到剩余相偏的精确估计,最终实现载波的精确同步并输出译码结果。实验结果表明,所提方案具有同步捕获范围宽、参数估计精度高、译码输出误比特率低等优点,在低信噪比环境下也能表现出优良性能。     

BICM-OFDM系统中基于ML算法的迭代频偏估计

正交频分复用(OFDM)联合比特交织编码调制(BICM),是一种能够有效地抗频率选择性衰落的技术.由于载波频偏的存在会引起载波间干扰,导致系统性能的严莺下降.针对BICM-OFDM系统提出了一种基于最大似然(ML)估计的迭代频偏估计算法.该算法充分利用了译码信息,分两步进行.首先,利用最大似然估计进行初始频偏估计,然后再利用BICM译码的硬判决反馈信息进行残留频偏估计.通过BICM迭代译码,更新译码反馈信息,提高频偏估计精度.在短波宽带信道下的仿真结果表明,在频偏为0～0.2的范围内,提出的算法经过3次迭代可有效地进行频偏估计.与传统最大似然估计算法相比,本文提出的算法提高了低信噪比下的频偏估计精度,并且提高了频偏估计范围.     

一种适用于BICM-ID系统的迭代载波同步算法

在比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统中,针对低信噪比条件下传统的同步算法对频偏和相差估计精度较低的问题,提出了一种码辅助的迭代载波同步算法。该算法基于最大期望(EM)算法,并在此基础上加以改进,利用译码器输出的软信息,迭代的在载波同步和译码之间相互交换信息,实现同步和译码的联合处理。仿真结果表明,在译码器收敛的允许范围之内,提出的算法能够大幅提高同步参数的估计精度,在迭代次数达到8次时,BICM-ID系统的误比特率性能基本接近理想同步条件下的译码性能。     

一种基于LDPC编码系统的符号同步联合信噪比估计算法

该文分析了符号同步误差和信噪比的初始估计对LDPC编码系统性能的影响,结合迭代译码输出软信息的统计特性,提出了一种由迭代译码软信息辅助的符号同步联合信噪比估计算法,通过两个紧密相关的环路,将符号同步,信噪比估计以及迭代译码三者整合在一起,在信噪比极低的情况下,通过迭代计算,信噪比和符号同步误差的估计值可快速收敛,译码性能接近信噪比已知且符号精确同步的编码系统。     

OFDM系统中一种新型盲载波频偏估计

正交频分复用(OFDM)是一种能够有效地抗频率选择性衰落的技术。由于载波频偏的存在会引起载波间干扰,导致系统性能的严重下降。在分析载波频偏对系统影响的基础上,提出了一种联合译码的新型盲频偏估计算法。该算法只需要一个OFDM符号,将BICM译码的硬判决反馈信息作为虚拟训练序列,利用该反馈信号与接收信号的相关性进行频偏估计。通过BICM迭代译码,更新译码反馈信息,提高频偏估计精度。仿真结果表明,提出的算法经过3次迭代,可以有效地进行频偏估计。     

一种1090ES相位编码信号的同步算法

载波同步是对1090MHz扩展电文(1090MHz Extended Squitter,1090ES)的相位编码信号进行相干解调的前提和基础,研究针对这种调制方式的基于数据辅助的载波频偏估计算法。构建了1090ES相位编码信号的频偏估计模型,提出了一种基于遗传算法的频偏估计算法,详述了该算法的特点及其实现步骤,并通过MATLAB仿真,分析比较了该算法与Kay算法、Fitz算法及M&M算法的频偏估计性能。该算法的频偏估计范围可以达到采样频率的50%,在信噪比高于3 dB时,频偏估计的均方误差接近于修正的克拉美罗界,并且可以同时兼顾频偏估计精度和频偏估计范围。     

LOFDM系统大载波频偏的盲估计算法

该文研究了网格正交频分复用(LOFDM)系统中大载波频偏的盲估计.在低信噪比及虚子载波存在的假设下,基于最大似然准则(ML)推导出LOFDM系统大载波频偏盲估计算法.该算法利用了信号的时变自相关函数特性,频偏估计的范围为所有子载波宽度.计算机仿真表明,该算法也适用于高信噪比条件下的载波频偏估计.与基于信号二阶循环平稳特性(CS)的盲载波频偏估计算法相比,提出算法的均方根误差(RMSE)性能在加性高斯白噪声(AWGN)信道和广义平稳非相干散射信道(WSSUS)条件下均有很大程度的改善.     

基于粒子群优化的MPSK信号频偏估计算法

针对传统多进制数字相位调制(MPSK)信号非数据辅助(NDA)频偏估计算法存在估计范围有限、估计方差较大、符号个数少时估计性能受限等问题,提出了基于粒子群优化的频偏估计方法。该算法以频偏估计的似然函数为目标函数,模拟群体智能搜索最优解。仿真结果表明,本算法无偏估计范围大,在符号数较少、信噪比较低时,估计方差接近克拉美罗下限(CRLB),性能优于经典的离散傅里叶变换(DFT)算法和Kay算法。     

多径衰落信道MPSK信号超指数迭代盲解调算法

为了提高多径衰落信道下的盲解调性能,提出了一种结构简单的MPSK信号盲解调算法。首先利用超指数迭代分数间隔盲均衡器实现联合定时同步与均衡,然后对均衡器输出信号进行非线性变换实现载波频偏的估计,最后利用二阶数字判决锁相环跟踪相位变化纠正剩余频偏和相偏。仿真结果表明,在多径衰落信道条件下,与现有算法相比,基于超指数迭代分数间隔盲均衡器的盲解调算法实现简单,误码率低,而且具有收敛速度快、性能稳定等优点。     

一种高效的编码辅助相位估计算法

在低信噪比通信环境中同步困难是任何编码系统必须解决的问题.对此,提出了基于软信息的编码辅助的迭代相位估计算法.该法采用载波相位同步、解调和译码联合处理的思想,将译码器输出的码比特的可靠量度直接反馈回估计单元以提高同步的准确度.考虑到现行系统中多采用非系统卷积码,文中利用对数似然代数原理,得到了适用于非系统码进行迭代的软输出维特比译码算法,有效降低了计算复杂度.仿真结果表明,该法仅需5次迭代,信噪比为3 dB的情况下,系统误比特率可达到10-6.     

Carrier Synchronization for Very Low SNR

The Turbo decoding performance will suffer serious degradation under low signal-to-noise ratios (SNR) conditions for the reason of residual frequency and phase offset in the carrier. In this paper, an improved residual carrier frequency offset estimation algorithm based on u priori probability aided (APPA) phase estimation is proposed. A carrier synchronization loop that combines the iterative turbo decoder and the phase estimator together is constructed, where the extrinsic information obtained from the Turbo decoder is used to aid an iterative phase estimation process. The simulation results show that the algorithm performs successfully under very low SNR conditions (for example, less than -7.4 dB) with large frequency offset and phase error and the performance of this algorithm is very close to the optimally synchronized system.     

基于判决反馈的OFDM载波频率同步环路

对OFDM系统中一种基于接收时域信号重构的载波频率盲估计算法进行了进一步的研究,分析了在这种方法中影响估计精度的4个方面的因素。为了减少载波频率估计的剩余误差,通过在频率补偿时增加反馈因子,提出了一种基于判决反馈的载波频率同步环路结构。通过调整同步环路的环路增益,可以获得更好的频率跟踪性能。如果信噪比达到9dB,即使存在较大的频率漂移,剩余频偏也被限制在子载波间隔的1%以内。     

极低信噪比环境下的载波同步算法研究

在极低信噪比环境下,需要使用纠错能力强的编码比如Turbo码,但Turbo码系统的缺点是要求近乎理想的载波同步。然而,在极低信噪比环境下,Turbo编码系统的同步是具有挑战性的工作。文章提出了一种基于最大均方软输出的扫频和面向判决载波同步相结合的载波同步算法。仿真结果表明,该算法能捕获较大的频偏和相偏,且在极低信噪比环境下,仍能正常工作,其性能非常接近理想同步条件下的性能。     

适用于机载卫星通信的低信噪比载波恢复算法

随着卫星通信技术的不断发展,对低信噪比下的解调技术提出了越来越高的要求,尤其是针对机载平台下的卫星通信系统,需要在极低信噪比条件下进行解调。采用了一种基于载波相位内插的低信噪比解调算法,利用FFT进行频偏估计,然后利用相邻2个帧头的相位估计结果进行内插,得到帧内各符号的载波相位信息,实现载波恢复。仿真和结果表明,帧头长度为32时可以获得较好的解调性能,解调门限附近载波恢复导致的解调损失小于0.3 dB。     

一种扩展载波环频率捕获范围的方法

在MPSK数字载波恢复中,可以通过锁频锁相环捕获大范围频率偏移。低信噪比下,锁相环的频率捕获范围较小,而工程中锁频环剩余频偏通常较大,因而需要扩展锁相环的频率捕获范围。描述了频差估计以及COSTAS环中相位检测技术的实现方法,分析了COSTAS环的相位检测特性,并根据这种算法的鉴相特性提出了一种扩展频率捕获范围的载波恢复方法。以QPSK为例,通过MATLAB仿真了这种技术在低信噪比情况下对频率偏移的检测与跟踪性能,仿真结果表明,提出的方法适合低信噪比下大范围的频率捕获。     

一种改进载波相位恢复算法

为了解决载波相位恢复算法频偏估计范围小、估计精度低、计算复杂度高等问题,提出了一种基于Q次方的极性环与极性判决(Polar Decision,PD)算法相结合的Q次方极性判决(Q-th Power Polarity Decision,QPD)算法.首先对判决导向(Decision Directed,DD)算法、PD算法...     

一种改进的Fitz频偏估计算法

针对通信接收中的载波同步问题,提出一种基于Fitz算法的改进载波频偏估计算法.分析了Fitz算法频偏估计方法中估计范围受限的原因,针对性地提出了改进方法,利用离散傅里叶变换(DFT)算法得到基准频偏,以此修正大间隔自相关函数估计频偏,保持了Fitz算法的估计精度优势,极大地扩展频偏估计范围,同时具有低的信噪比门限.最后给出了改进算法的实现步骤,并通过MATLAB仿真实验证明了算法的有效性.     

Joint frame synchronization and frequency offset estimation in OFDM systems

A new joint frame synchronization and carrier frequency offset estimation scheme in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems is proposed in this paper, where both frame synchronization and carrier frequency offset estimation can be performed by using only ONE training symbol. Frame synchronization and carrier frequency offset acquisition are performed simultaneously in the proposed scheme. Reliable frame synchronization is obtained in the proposed scheme even in low SNR. The maximum carrier frequency offset acquisition range of the proposed scheme can be up to one half of the total signal bandwidth. The same training symbol can also be utilized to carrier frequency offset Fine Adjustment, which estimates the remaining carrier frequency offset after acquisition with higher accuracy. The performance comparison of the proposed Fine Adjustment algorithm and Schmidl's algorithm by using computer simulation illustrates and verify the superior performance of the proposed algorithm with regard to estimation accuracy.     

一种改进的高动态QPSK信号解调算法

正交相移键控(QPSK)调制解调方式广泛应用于深空通信、数字卫星通信等高速系统中,高动态QPSK信号具有较大的多普勒载波频偏,针对现有的解调算法对QPSK信号频偏估计范围小、精度较低等问题,提出了一种改进的高动态QPSK信号解调算法。该算法利用基于Zoom-FFT的Quinn频率估计算法对载波频偏进行估计,将频偏估计分为粗估计和精估计两个过程,对估计所得频偏进行补偿后利用Costas环完成载波同步。在MATLAB中对算法进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够实现对高动态大频偏QPSK信号的有效捕获,与传统的解调方式相比,该算法对载波频偏的估计范围更大,且具有更高的频偏估计精度和更好的误码性能。