OFDM系统中多普勒频偏估计技术仿真研究

研究了移动信道中的最大多普勒频移估计技术。分析了一种基于循环前缀的多普勒频移估计算法,该算法通过计算正交频分复用（OFDM）符号已有的循环前缀的相关函数来获得最大多普勒频移。采用广义平稳非相关散射下的多径时变瑞利信道模型,对各个算法进行了仿真试验,比较了各个算法的性能。仿真结果表明,利用多普勒分集技术,可以显著降低误码率,提高系统在移动环境下的性能。     

基于数据样本方差的正交频分复用水声通信多普勒频移估计方法

针对正交频分复用(OFDM)水声移动通信易受时变多普勒频移影响的缺点,该文提出一种基于数据样本方差的多普勒频移估计方法。利用前序符号的信道估计值恢复当前符号的有效数据序列及其频域分集副本,计算分集副本与数据序列的比值并搜索该比值序列在不同多普勒补偿因子下的方差,选取方差最小时对应的补偿因子作为多普勒频移估计值,利用稀疏贝叶斯学习和判决反馈信道估计算法获得修正后的信道频域响应并传递给后序符号,实现对多普勒频移的实时跟踪。数值仿真验证了该方法的可行性和优越性,海上试验证明,该方法实现了基于无人水下航行器的OFDM水声移动通信,能够对时变多普勒频移进行有效估计。     

OFDM移动通信系统中的最大多普勒估计

提出了一种基于信道估计自相关函数的多普勒频移估计算法.在OFDM符号数据段前插入正交可变扩频因子(OVSF)序列,求出时域的信道冲激响应,利用信道冲激响应的自相关实现多普勒频移估计.仿真结果表明,该算法可以在较大多普勒频移范围内有效地估计出多普勒频移.     

NGB-W系统中最大多普勒频移估计及其改进算法

针对传统最大多普勒频移估计算法在低速移动或每帧中传输OFDM符号数较少时估计误差较大的问题,本文针对NGB-W系统提出了一种基于插值的传统多普勒频移估计算法的改进算法.本文依据传统算法,对连续导频进行插值,有效提高了多普勒频移估计算法的性能.采用CCSS平台进行仿真,仿真结果表明,改进的算法与传统算法相比,在低速移动及传输OFDM符号少时表现出更好的性能.     

一种新的MIMO-OFDM系统自适应快时变信道估计算法

为了能够获得较精确的快时变信道估计,利用模糊模型拟合快时变信道,提出了一种新的信道估计算法。算法采用自适应技术进行导频子载波频域传输函数模型参数的识别,然后通过插值拟合全部信道的频域传输函数。仿真结果表明,在系统多普勒频移小于0.1的情况下,信道估计的MSE性能得到改善。     

基于改进小波阈值的时差频差联合估计

针对低轨卫星信号分布式中时差和多普勒频差联合估计的问题,提出一种基于改进小波阈值的时差频差联合估计算法。该方法在利用二阶互模糊函数进行时差和多普勒频差联合估计的基础上,引入小波变换,选择合适的阈值函数和自适应阈值,从而对两路接收信号进行去噪,提高联合估计的性能。仿真结果表明,在低信噪比环境下,基于改进小波阈值的时差频差联合估计法抑制了噪声的影响,提高了联合估计的精度。     

GPS系统多普勒频移估算的研究

在GPS导航定位系统中,多普勒频率偏移直接影响接收机性能。为了克服多普勒频率偏移的影响,提高接收机的GPS信号捕获速度,对多普勒频移估计算法进行了研究。推导了导航卫星运行参数的数学模型,给出多普勒频移估算的数学模型,对导航卫星运行参数及多普勒频移特性进行了MATLAB仿真。结果表明,卫星与接收机之间的相对位置对信号的多普勒频移特性有着较强的影响。仿真结果可以为多普勒频移的估计和补偿提供先验信息。     

无源雷达目标信号时延与多普勒频率联合估计

提出一种基于STFRFT的无源雷达目标时延与多普勒联合估计新方法。首先,给出了一种STFRFT时频分辨率量化方法及其数学表达式;其次,利用STFRFT的投影包络对回波信号时延与Doppler频移进行了联合估计;最后,讨论分析了脉内信噪比、高斯窗参数等对所提方法估计性能的影响。仿真结果表明,与CAF方法相比,所提方法更容易获得高精度的时延与Doppler频移的联合估计,具有更高的可靠性。     

复杂环境下基于噪声匹配的最大多普勒频移估计

本文针对城市复杂信道环境下的最大多普勒频移估计需求,根据莱斯衰落信道中电平通过率(LCR)算法的理论推导,提出了一种基于噪声匹配的最大多普勒频移估计算法.所提算法通过对接收信号进行低通滤波处理,实现干扰噪声与多普勒检测器之间的匹配,从而有效提高最大多普勒频移的估计性能.而且基于莱斯衰落信道下最佳滤波比值的分析和推导,得...     

基于广义延拓逼近的GPS卫星信号多普勒频移估计方法

对并行码相位捕获GPS卫星信号时多普勒频移的栅栏效应进行研究。为了减小栅栏效应的影响,提高多普勒频移的捕获精度,提出用广义延拓逼近法来提高多普勒频移的估计精度,并在不增加算法运算量的基础上,对此方法进行优化,进一步降低了噪声对捕获多普勒频移精度的影响,仿真结果验证了该方法的有效性。     

Theoretical studies and efficient algorithm of semi-blind ICI equalization for OFDM

The intercarrier interference (ICI) due to the Doppler frequency shift, sampling clock offset, time-varying multipath fading and local oscillator frequency offset becomes the major difficulty for the data transmission via the wireless orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. The existing ICI mitigation schemes involve the frequency-domain channel estimation/equalization or the additional coding and therefore require the pilot symbols which reduce the throughput. The frequency-domain channel estimation/equalization relies on the huge matrix inversion with high computational complexity especially for the OFDM technologies possessing many subcarriers such as digital video broadcasting (DVB) systems and wireless metropolitan-area networks (WMAN). In our previous work, we proposed a semi-blind ICI equalization scheme using the joint multiple matrix diagonalization (JMMD) algorithm and empirically showed that the proposed method significantly improved the symbol error rates for QPSK- and 16QAM-OFDM systems. In this paper, we discuss the sufficient condition for the theoretical ICI equalizability and also propose an alternative semi-blind ICI equalization method based on the joint approximate diagonalization of eigen-matrices (JADE) algorithm, which is much more computationally efficient than our previous method.     

基于OFDM的无人机雷达通信一体化设计方法

为了最大程度地利用资源和减小电磁干扰,无人机平台的雷达通信一体化设计有着尤为重要的意义。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性能、易于数字化处理等优点,在雷达通信一体化系统备受关注。然而,OFDM信号在雷达和通信系统中对多普勒频偏较为敏感,针对多普勒频偏引起的子载波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI)问题,本文设计出一种RS-OFDM雷达通信一体化信号,并提出一种ICI抑制的信号处理算法,其中基于多普勒估计和校正实现OFDM的无ICI处理。仿真结果表明:所提方法在目标成像性能上优于传统方法,且对多普勒频偏具有较强的鲁棒性,而且并无明显增加计算复杂度。      

一种基于OFDM-chirp的雷达通信一体化波形设计与处理方法

雷达通信一体化波形设计是近年来的研究热点.有学者提出利用正交频分复用(OFDM)信号的奇偶载波分别调制雷达与通信功能来实现一体化.但OFDM通信系统一般采用循环前缀(CP)来避免多径效应带来的载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI),这会降低能量利用率,并会形成虚假目标,影响雷达性能;此外,传统的OFDM一体化信号对...     

基于差分编码的OFDM系统ICI消除方法的研究

在高速移动通信环境下,OFDM 系统在传输过程中出现的多普勒频移和收发两端本地振荡器之间的频率偏差,形成子载波间干扰(ICI)并造成系统性能降低。该文在分析子载波间干扰机制的基础上,从信道估计的角度提出了一种高效的ICI自消除差分编码方案。该方案提高了传统ICI自消除方案频谱利用率。仿真表明,在系统归一化频率偏差大于0.1时,该方案具有4 的信道估计增益,消除了因ICI带来的地板效应。     

Adaptive subcarrier bandwidth and power in OFDM‐based cognitive radio systems for high mobility applications

OFDM‐based cognitive radio systems are spectrally flexible and efficient, but they are vulnerable to intercarrier interference (ICI), especially in high mobility environments. High mobility of the terminal causes large Doppler frequency spread resulting in serious ICI. Such ICI severely degrades the system performance, which is ignored in the existing resource allocation of OFDM‐based cognitive radio systems. In this paper, an adaptive subcarrier bandwidth along with power allocation problem in OFDM‐based cognitive radio systems for high mobility applications is investigated. This adaptive subcarrier bandwidth method should choose the suitable subcarrier bandwidth not only to balance the tradeoff between ICI and intersymbol interference but also to be large enough to tolerate an amount of Doppler frequency spread but less than the coherence bandwidth. The power budget and interference to primary users caused by cognitive radio users are imposed for primary users' protection. With these constraints, a joint optimization algorithm of subcarrier bandwidth and power allocation is proposed to maximize the bandwidth efficiency of OFDM‐based cognitive radio systems in such conditions. Numerical simulation results show that the proposed algorithm could maximize the system bandwidth efficiency and balance this tradeoff while satisfying the constraints. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于输出多普勒扩展函数的OFDM载波间干扰分析

正交频分复用(OFDM)应用在移动通信系统中时,信道多普勒效应造成的载波间干扰(ICI)是引起性能下降的重要原因.本文分析了信道多普勒效应引起OFDM ICI的机制.基于输出多普勒扩展函数输入输出关系,给出一种接收信号结构的三维图形表示,并提出一种的计算连续多径信道中OFDM任意子载波上ICI的简单方法.     

LEO卫星通信OFDM子载波间隔优化

LEO卫星移动通信系统中,卫星与终端的运动会造成可观的多普勒效应。当系统采用OFDM传输体制时,多普勒效应会造成OFDM数据点的旋转及子载波间干扰(ICI)。通过分析LEO卫星的运动规律,得到由卫星造成的多普勒频偏的规律性,该特性保证了多普勒频偏可被估算并消除;接着通过地面终端的移动规律,计算得到系统的多普勒频展;最后计算得到铱星系统和全球星系统的多普勒频展,在最优系统容量的准则下,得到在该系统中适用的OFDM子载波间隔。     

Probability of error calculation of OFDM systems with frequencyoffset

Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) is sensitive to the carrier frequency offset (CFO), which destroys orthogonality and causes intercarrier interference (ICI), Previously, two methods were available for the analysis of the resultant degradation in performance. Firstly, the statistical average of the ICI could be used as a performance measure. Secondly, the bit error rate (BER) caused by CFO could be approximated by assuming the ICI to be Gaussian. However, a more precise analysis of the performance (i.e., BER or SER) degradation is desirable. In this letter, we propose a precise numerical technique for calculating the effect of the CFO on the BER or symbol error in an OFDM system. The subcarriers can be modulated with binary phase shift keying (BPSK), quaternary phase shift keying (QPSK), or 16-ary quadrature amplitude modulation (16-QAM), used in many OFDM applications. The BPSK case is solved using a series due to Beaulieu (1990). For the QPSK and 16-QAM cases, we use an infinite series expression for the error function in order to express the average probability of error in terms of the two-dimensional characteristic function of the ICI     

OFDM系统中载波间干扰抑制方法

在高速移动通信环境下,OFDM系统在传输过程中出现的多普勒频移和收发两端本地振荡器之间的频率偏差,形成子载波间干扰(ICI)并造成系统性能降低。在分析子载波间干扰机制的基础上,讨论了自消除方法和分段均衡方法,并提出一种利用加窗技术改进的分段均衡方法。仿真结果表明,采用该改进的分段均衡方法能更好地改善系统的性能,有约2 dB的信道估计增益。     

一种适用于快衰落信道的ICI抑制方案

针对高速移动环境下多普勒频偏造成信道的快衰落和正交频分复用(OFDM)系统中子载波间干扰(ICI)的问题,提出了一种适合快衰落环境的OFDM系统子载波间干扰抑制算法。此算法用线性变化模型来近似一个OFDM符号周期内的信道冲激响应,并以此为基础采用迭代MMSE均衡方法抑制载波间干扰。分析和仿真结果表明,此方法能有效地保证载波间的正交性,从而改善了OFDM系统的误码率(BER)性能。