OFDM系统采样钟补偿算法及其FPGA实现

利用数字内插滤波器完成全数字域采样钟同步已广泛应用于OFDM数字接收机中.文中利用两个Farrow结构的内插滤波器,同时提高工作时钟对过采样信号进行数字域内插,完成接收端和发送端之间的采样时钟的完全匹配,并且根据硬件器件的特性和算法结构,逐级进行模块变量定点处理.基于实测数据的分析表明,该FPGA数字域采样钟补偿算法不仅有稳定的性能,而且其模块化设计也有利于更高阶算法或多通道系统的实现.     

WiMAX系统中载波与采样钟同步的研究

IEEE802．16协议采用的OFDMA技术提供了两种子信道使用方式，分别为FUSC和PUSC，结合FUSC的固有结构特点，对导频配置方法和采样钟同步算法进行更深入的忱化。提出了一种更精确的载波和采样钟同步方案。仿真结果表明，此方案所得到的载波同步估计值比普通算法更加准确，同步性能也随之有了很大的改善。     

基于FPGA的OFDM系统同步算法的研究

符号、载波偏移严重影响着正交频分复用(OFDM)接收系统的性能.本文在分析和研究同步估计算法的基础上,设计了一种OFDM同步系统实现方案,并对符号偏移,载波频偏和采样钟偏移的估计及补偿算法和具体电路实现进行了相应优化.并采用VirtexII系列xc2v1000 FPGA进行实现验证,结果表明该同步系统不仅能有效地实现OFDM系统符号和载波同步,而且可降低硬件资源的消耗.     

OFDM系统中采样钟的频偏估计与调节

通过对OFDM系统中采样钟频率偏移对系统性能影响的分析,探讨了进行采样钟频偏估计的方法和思路,在对其算法性能进行仿真比较的基础上,提出了一种时、频域相结合的能快速建立同步的高精确性采样钟调节方案.最后从硬件实现的角度给出了该调节方案的FPGA实现方法,并通过应用于实际系统验证了该方案的优良性能.     

一种无需导频的适用于差分OFDM系统的符号与采样钟联合同步方法

该文提出了一种适用于OFDM系统的联合符号和采样钟同步校正方法,其中同步校正是在数字域通过改变对接收过采样信号的插值(interpolation)和抽取(decimation)实现的。这种方法在发送端相邻载波间采用差分QPSK调制,在接收端利用QPSK的差分解调信号获得同步误差信号,从而获得关于OFDM符号同步和采样钟同步调整的算法,其特点是无需专门的同步导频信号。所提出算法的同步性能在高斯白噪声信道和多径衰落信道均得到验证。     

一种结合使能控制的采样钟同步实现方法

许多通信场景中调制信号不能完全满足过零特性,常用检测方法都不能直接应用,为了解决这个问题,采用了一种结合使能控制的采样钟同步方法。通过使能信号控制环路中的Gardner定时误差检测模块,达到环路收敛的目的。该方法既利用了通常的Gardner算法结构,具有低复杂度特性,又保证了环路可以可靠工作。在实验过程中给出了具体的工程实现流程,并通过仿真验证了该方法的有效性。     

多载波传输系统的频偏及采样钟联合补偿算法

以LTE下行信道为代表的多载波多天线传输系统中,不仅需要频域及时域补偿算法,且对不同接收通道的处理一致性提出了要求。利用内插滤波器组实现了联合数字补偿算法,并完成了该同步方案的定点化硬件实现。仿真及硬件实测结果表明,所提出的算法可基于流水线架构的处理过程,有效实现接收端的联合频偏及采样钟补偿,并有效满足多天线接收通道的一致性处理要求。     

一种基于过采样的OFDM系统定时同步算法

针对基于辅助训练序列的OFDM符号定时同步,文章提出了一种基于过采样的定时同步相关算法。首先介绍了OFDM系统的传输模型,然后阐述了定时同步算法,包括已有的基于已知辅助数据的定时同步算法和基于过采样的已知辅助训练序列定时同步算法,最后对算法性能进行了仿真分析。     

基于FPGA实现的OFDM同步设计

介绍利用二次最大似然方法联合实现符号定时同步和载波同步的方法,并阐述基于FPGA实现的过程。传统的基于循环前缀的OFDM系统符号同步方法只局限于在一个符号内进行相关运算和功率运算。提出的算法把相关运算和功率运算范围从一个符号扩展到连续多个符号,使估计器的性能得到明显改善,ModelSim仿真结果显示,在信噪比为3．1dB时,符号同步的样值偏差在±2个采样点之内,载波频率偏差精度为1%,此系统已在实际系统中得到应用。     

基于FPGA高速并行采样技术的研究

介绍一种基于四通道ADC的高速交错采样设计方法以及在FPGA平台上的实现。着重阐述四通道高速采样时钟的设计与实现、高速数据的同步接收以及采样数据的校正算法。实验及仿真结果表明,同步数据采集的结构设计和预处理算法,能良好抑制并行ADC输出信号因相位偏移、时钟抖动等造成的失配误差。     

Statistical approximation based fine frequency synchronization for OFDM systems

The paper proposes a novel approach for fine frequency synchronization of OFDM syn- chronization systems in multi-path channels. Maximum Likelihood (ML) function of frequency offsets including integral and decimal parts in frequency domain is developed according to the law of great number to eliminate the noise impact of the signal. When the timing delay close to the actual time, the proposed function produces a deep valley indicating frequency offset when large Valley-Square- Error (VSE) appears. Coarse timing offset can also be detected when function’s Valley-Square-Error (VSE) is maximized. Simulation results shows that the proposed algorithm gives very robust estimation of frequency offset, and a coarse timing offset estimation.     

Improved time and frequency synchronization for dual-polarization OFDM systems

This article presents techniques for improved estimation of symbol timing offset (STO) and carrier frequency offset (CFO) for dual-polarization (DP) orthogonal frequency division multiplex (DP-OFDM) systems. Recently, quaternion multiple-input multiple-output OFDM has been proposed for high spectral efficiency communication systems, which can flexibly explore different types of diversities such as space, time, frequency, and polarization. This article focuses on synchronization techniques for DP-OFDM systems using a cyclic prefix, where the application of quaternion algebra leads to new improved estimators. Simulations performed for DP system methods show faster reduction of STO estimator variance with a double-slope line in the log-variance line versus signal-to-noise ratio (SNR) plot compared with single-polarization (SP) counterparts, and simulations for CFO estimates show a 3-dB gain of DP over SP estimates for same SNR values defined, respectively, for quaternion-valued or complex-valued signals. Cramer–Rao bounds for STO and CFO are derived for the synchronization methods, correlating with the observed gains of DP over SP OFDM systems.     

Joint optimization of time and frequency synchronization based on polynomial sequences for OFDM systems

In orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems, time and frequency synchronization are two critical elements for guaranteeing the orthogonality of OFDM subcarriers. Conventionally, with the employment of pseudo-noise (PN) sequences in preamble design, the preamble information is not fully utilized in both symbol timing offset acquisition and carrier frequency offset estimation. In this article, a new synchronization algorithm is proposed for jointly optimizing the time and frequency synchronization. This algorithm uses polynomial sequences as synchronization preamble instead of PN sequences. Theoretical analysis and simulation results indicate that the proposed algorithm is much more accurate and reliable than other existing methods.     

OFDM系统中同步算法的FPGA 实现

给出了一种用于 OFDM 系统中可同时完成帧起始位置估计和载波频偏估计／补偿的同步算法及其 FPGA 实现方法。采用量化的方法对该不需要额外同步序列的估计算法进行了改进,提高了载波频偏的估计精度,并在数字域进行了频偏校正。在硬件实现上,利用 CORDIC 算法能够有效计算三角函数的特点,把频偏估计和频偏校正过程中的反正切运算和角度旋转操作转化成加法和移位操作,实现了计算精度、运算速度和硬件资源利用三方面性能的兼顾。     

基于异周期循环前缀的OFDM频偏估计方法

设计了一种具有异周期毗邻结构的新型循环前缀(Heter-cycle abutted CP,HCA-CP),并提出了相应的OFDM频偏估计算法.该异周期毗邻结构循环前缀由CP1和CP2两部分构成,使OFDM符号具有双周期特征.通过引入较短的CP1,牺牲极少的资源,可以有效克服现有频偏估计方法中的固定频偏估计范围的缺陷,同时具有频偏估计范围大,精度高的特点.     

一种OFDM系统同步参数盲估计方法

首先提出一种扩大周期平稳信号循环周期的方法，然后在此基础上提出一种基于信号周期平稳特性的盲同步参数快速估计算法，最后通过分析算法获得一种可以估计非整数倍样点周期时延和扩大频偏估计范围的方法，从而实现整个OFDM基带带宽范围内的频偏估计。理论分析和仿真结果表明，该算法仅用很少的OFDM符号就可以实现同步参数的估计、有好的抗噪特性、衰落信道适应性和高的估计精度。     

一种用于OFDM系统的频率分集ARQ方案

研究了一种适合高数据速率的正交频分复用OFDM传输的频率分集ARQ方案.通过采用等增益合并和子载波分配等技术,该方案可利用频率分集来有效减少慢衰落信道中的重传次数.计算机仿真显示在累计正确分组接收率为0.99时此方案的重传次数为3次,而普通的方案要10次以上.     

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。     

高性能的OFDM频偏估计新方法

频偏估计是OFDM的关键技术.本文提出了一种具有高精度的OFDM频偏估计新方法.新方法首先将接收信号与本地训练序列作相关来消除训练序列的影响,然后进行频率粗同步.补偿粗频偏后再利用消除训练序列影响的序列或循环前缀作相关实现频率精同步.新方法具有频率偏移估计范围大和估计精度高的优点.文中分析并得出这两种估计方法的频偏估计下界.此频偏估计方法使训练序列的设计更加灵活,可按时间同步或信道估计等性能最优来设计.     

OFDM在电力线通信中的同步技术

研究了电力线上OFDM通信中的同步技术。利用OFDM信号模型,分析了各种同步误差的来源。并且针对使用电力线作为传输媒介实现逆变电源间通信的要求,着重对符号同步和载波同步算法进行研究,并在原有的ML(MaximumLikelihood)算法上进行了改进。从仿真结果看,此改进算法能够明显改善同步的性能。