基于FFT的高动态直扩信号快捕改进方法研究

本文针对大多普勒频偏条件下直扩信号捕获时间长的问题,分析了两种基于FFT算法的频偏精确估计改进方法.一是利用分段FFT的相位差修正算法,二是基于二次内插的频率FFT校正法.理论分析和MATLAB仿真结果表明,两种改进算法都能明显提高估计精度.最后指出在低信噪比环境下,二次内插法优于相位差修正法.     

基于前导辅助的SC-FDE系统频偏捕获方法研究

在单载波频域均衡(SC-FDE)系统中,载波频偏在频域会引起幅度的衰减和相位旋转以及载波间干扰.严重影响信号的正确解调.为消除载波频偏对SC-FDE系统影响,本文在研究基于前导辅助的最大似然载波频偏捕获算法的基础上,设计了一种新的前导结构,并给出了相应频率同步方案.仿真结果表明,该频偏估计方案在捕获范围和捕获精度方面均...     

TD-LTE空中接口信号频偏估计方法研究

在TD-LTE通信系统中,为了获得更高的信号质量,通信设备在接收信号时需要消除载波偏移带来的误差。提出了一种新型的融合正交性误差和载波偏移误差估计的分布式载波频偏估计算法,该算法在低SNR情况下具有较高的载波频偏估计精度,补偿同步后可大大提升TD-LTE通信系统的信号质量;并在不同的Doppler频移情况下,对载波频偏误差估算补偿进行验证,在该算法作用下,信号的解调质量非常好,同时证明了精确的载波频偏误差估计对于解调信号质量的好坏起到了至关重要的作用。最后通过解调的星座图对载波频偏估计算法对信道解调质量影响进行分析,信号质量明显提升。     

一种VDE上行信号解调解码技术研究

国际电信联盟为甚高频数据交换系统的子系统甚高频数据交换定义了用于船舶与卫星通信的上行链路。本文研究了一种VDE上行信号的解调解码技术，旨在实现上行链路的物理层通信。首先，采用数据辅助联合非数据辅助方法对频偏和相偏估计及校正，结合定时算法实现信号同步；其次，使用大数逻辑译码算法和基于Max-Log-Map算法的迭代译码分别对信号ID段和数据段进行译码；最后对整个系统进行仿真。依据仿真结果，在4 kHz频偏下，当E_s/N₀≥5 dB时，信号ID解码错误概率小于0.01,数据段误帧率小于0.1,表明了算法在大频偏下的有效性。     

一种新的短突发传输系统频偏估计算法

考虑基于导频符号辅助调制频偏估计的相位模糊问题,提出了一种新的时域频偏估计算法。首先利用自相关算法思想可设计出一种消除复乘运算的部分互相关(PCC)算法;然后再利用基于蒙特卡罗仿真的解相位模糊算法,便可解决上述的频偏估计存在的相位模糊问题,即得到了适应大频偏的改进部分互相关(IPCC)算法。最后仿真结果表明,与已有的经典时域算法(即MM和AC)相比,在归一化频偏范围(-0. 5,0. 5)内,提出的IPCC算法具有最高的估计精度,而MM算法具有最差的估计性能,提出的IPCC算法具有线性的计算复杂度,而AC算法具有最高的计算复杂度。     

一种改进的高动态扩频信号捕获方法

针对传统方法对高动态大多普勒信号捕获存在的困难,本文提出的基于FFT的捕获方法,充分考虑了高动态性的影响,改进了接收信号模型,引入了多普勒频率变化率。算法将传统的二维搜索化为了先捕获多普勒频偏及频率变化率,再捕获伪码延时的二步搜索。频偏估计方面分析了匹配傅里叶变换法和延时自相关FFT估计法,码相位估计方面分析了伪码循环相关捕获法,并对两个阶段各个方案的复杂度、抗噪声性能进行了分析和改进,降低了算法复杂度、提高了抗噪声性能,最后用MATLAB仿真验证了方法的正确性和有效性。     

交织OFDMA频偏估计

同步是OFDM系统的关键技术之一。本文提出了一种针对多用户OFDM频偏估计的算法。利用交织子载波分配方案的OFDMA上行链路中,每个用户信号在一个OFDM符号内都具有一定的周期性结构。它是利用接收信号的结构特性,并借助一种新的子空间算法估计得到多用户的频偏。此算法利用总体最小二乘方法(TLS)取代特征值分解得到噪声子空间,其运算量小于多重信号分类(MUSIC)算法,而其性能与MUSIC算法相当。计算机仿真结果表明此算法是有效的。     

基于非信令TD-SCDMA信号EVM指标算法的研究

针对非信令情况下TD-SCDMA信号EVM测量实时性差、测量精度不高的问题,提出一种基于符号同步、载波频偏估计和初始相位估计的算法,该算法可以快速、精确测量EVM。该算法不需要对基带信号进行解调、还原码流、生成相应的参考信号,而是直接通过载波频偏估计和初始相位估计来准确恢复参考信号,并最终实现EVM的测量。把使用该算法得到的结果与国外先进仪表非信令解调测试结果相比较,比较结果表明本算法的实时性、精确度完全可以作为非信令测试仪表的关键、可靠算法。     

电力线OFDM系统整数频偏估计算法

正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术是电力线通信中重要的调制技术,而OFDM系统的主要缺点之一是对载波频率偏移非常敏感,故载波频偏估计是OFDM系统的关键技术之一。对采用Chu序列的互相关整数频偏估计算法进行改进,提出了基于最大后验概率准则的整数频偏估计算法。该算法在原有算法基础上考虑训练序列周围的数据符号和噪声影响,增加了一个修正项,可以进一步降低整数频偏估计错误检测概率,提高估计的准确性。仿真结果表明,与原互相关算法相比,该算法降低了一般通信信道和电力线通信信道下的整数频偏估计错误检测概率,在电力线OFDM通信系统中具有良好的应用前景。     

一种基于迭代抑制谱泄漏的改进相位差算法

由于非同步采样所带来的频谱泄漏效应是影响相位差算法电参量测量精度的主要原因,利用高阶窗的旁瓣特性可抑制频谱泄漏,但二次谐波幅值的估计精度仍难以显著提升,并且由于高阶窗所带来频率分辨率损失的原因,通常需要增加待测信号的采样窗长,不利于频率波动和实时性要求较高的场合实现高精度测量。为此,提出一种加sine窗函数的改进型相位差算法,利用峰值谱线间相位差估计出的相对频偏,计算出除被测谐波分量之外的其他分量的长程谱泄漏对峰值谱线的干扰之和并将其减去后,重新利用其峰值谱线间的相位差计算相对频偏,循环迭代估计。基于该方法,与现有加窗相位差算法分别在无噪声、有噪声以及频率波动环境下进行仿真比较。实验结果表明,该方法迭代矫正计算4次即可,能有效抑制频谱泄露效应,减小估计偏差,提高电网电参量测量精度和实时性,能够满足电网测量需要。     

基于高精度测频的修正DFT相量及功率测量算法

为了提高频率偏移时电力系统相量及功率测量精度,提出了一种基于改进扩展卡尔曼滤波(IEKF)频率测量的修正离散傅里叶变换(DFT)相量及功率测量算法。分析了频率发生偏移时非同步采样下DFT的测量误差,建立了相角、幅值与频率偏移量和初相角之间的函数关系式。由IEKF得到频率偏移量,然后对DFT计算结果进行修正即可得到输入信号的真实相量和功率。仿真结果表明:该算法相比较于传统自适应DFT算法能有效消除或减弱谐波、噪声以及频率偏移对相量同步测量的影响,提高了相量及功率测量精度。     

低频采样下基于卡尔曼滤波的同步相量测量算法的研究

各种基于定间隔采样的传统相量测量算法在跟踪速度和测量精度上不能很好地统一,在低频采样情况(每周波4~8个采样点)下提出一种基于线性卡尔曼滤波技术的10状态卡尔曼滤波模型,用于实时跟踪电力系统的电压有效值、频率、频率变化率和初相角,为系统提供精确的参数。结合二元泰勒展开公式,推导出各个参数的计算公式,并依据信号模型选取合适的时间区间保证算法对突变信号的响应速度。从采样频率、数据窗持续时间和算法对突变信号的跟踪精度方面对算法进行了讨论,结果表明使用该算法可以在低频采样下获得较高的参数估计精度。     

基于ABPSK的自适应盲同步载波恢复算法研究

卫星通信作为大有发展前途的通信方式之一,在全球范围内得到了广泛的应用。针对卫星通信中由于多普勒频移造成的大频偏无法利用相位处理直接完成的问题,本文提出了一种基于ABPSK调制方式的自适应盲同步载波同步算法,包括载波频偏估计算法和载波相位估计算法。该算法利用前向载波频偏估计开环与载波相位估计闭环校正,完成载波频率的快速捕获和载波相位的跟踪。利用ADS软件进行理论分析和计算机仿真表明,该算法简单有效,运算量小,便于用FPGA器件来实现,适用性强。     

Removal of DC offset in current and voltage signals using a novelFourier filter algorithm

Protecting transmission lines frequently involves adopting distance relays. Protective relays must filter their inputs to reject unwanted quantities and retain signal quantities of interest. Accuracy and convergent speed of the filter algorithm are essential for protective relays. A widely applied filter algorithm, the discrete Fourier transform (DFT) can easily erase harmonics using simple calculation. However, the voltage and current signals contain large harmonics and DC offset during the fault interval. The DC offset heavily influences the precision and convergence speed of the fundamental frequency signal from DFT. In this investigation, the authors present a novel Fourier algorithm to remove the DC offset in a voltage or current signal. Applying a full-cycle DFT (FCDFT) requires one cycle plus two samples to calculate and compensate for the DC offset. Half-cycle DFT (HCDFT) only requires half of a cycle plus two or three samples to accomplish the algorithm when the input signal has no even order harmonics. Adopting the proposed algorithm in distance relays effectively suppresses the DC offset and quickly decomposes the accurate fundamental frequency components     

一种改进的分布式MIMO-OFDM系统同步方案

本文研究了分布式MIMO-OFDM(多输入多输出-正交频分复用)系统的同步估计问题,提出了一种新颖的天线间定时偏移和载波频偏估计算法.该算法设计了一种新颖的基于Gold码良好的正交特性的训练序列,训练序列长度为1个OFDM符号.该算法有效地降低天线间干扰, 在低信噪比的时候产生尖锐的定时度量函数波形,能够精确地估计各发射天线的迟延和载波频偏.相比于分布式MIMO-OFDM系统下的同步算法,提出了算法显示了更高的定时估计精度,和更低的计算复杂度,具有很好的实用价值.仿真结果表明,在AWGN信道下,信噪比为-2 dB时,定时捕获的概率超过99%.     

基于自适应短时傅立叶变换的电频率跟踪测量算法

电频率快速、准确测量是电网及电气设备运行、控制、调节的基础.基于电气信号的异步采样数据,应用短时傅立叶变换（STFT）估计电气信号频率,选用矩形自卷积窗抑制谐波对测频的影响,并根据频率变化自适应调整时间窗宽度.算法实现简单、计算量小,测频范围大,在信号频率缓慢变化和快速变化时,均具有较好的测量精度和跟踪速度.仿真研究对测频算法在各种情况下的可行性和有效性进行了验证.     

Parameter estimation for MIMO system based on MUSIC and ML methods

The frequency offset and channel gain estimation problem for multiple-input multiple-output (MIMO) systems in the case of flat-fading channels is addressed. Based on the multiple signal classification (MUSIC) and the maximum likelihood (ML) methods, a new joint estimation algorithm of frequency offsets and channel gains is proposed. The new algorithm has three steps. A subset of frequency offsets is first estimated with the MUSIC algorithm. All frequency offsets in the subset are then identified with the ML method. Finally, channel gains are calculated with the ML estimator. The algorithm is a one-dimensional search scheme and therefore greatly decreases the complexity of joint ML estimation, which is essentially a multi-dimensional search scheme. __________ Translated from Journal of Electronics and Information Technology, 2008, 30(7): 1552–1556 [译自: 电子与信息学报]     

流水线双模CORDIC算法的FPGA实现

CORDIC算法将复杂的算术运算转化为简单的加法和移位操作,然后逐次逼近结果.这种方法很好地兼顾了精度、速度和硬件复杂度,它与VLSI技术的结合对DSP算法的硬件实现具有极大的意义,因而在数字信号处理领域得到了广泛应用.本文首先简要介绍了CORDIC算法的原理,然后详细描述了双模CORDIC算法的模式控制和范围扩展,并且基于FPGA实现了流水线双模CORDIC算法,给出了综合结果,最后下载到FPGA开发板中验证通过.这些结果表明,本算法具有良好的性能,并且已经应用到OFDM系统的频率偏移校正中.