高速移动环境下OFDM系统载波同步的混合结构算法

在分析载波频偏OFDM系统信号模型基础上，提出了基于前导符号循环前缀相关和前导符号相关的混合结构载波同步的算法，将基于循环前缀相关的方法和前导符号相关的方法融合，从链路级研究了易于实现的载波同步算法，在高速无线多径Rayleigh信道下，车速120km／h时，比较了两种不同的载波同步算法仿真结果。     

协作OFDM系统中改进的载波频偏估计算法

协作OFDM系统中,由于OFDM技术的引入,使协作通信系统对载波频率偏移非常敏感,很小的频偏就会引起子载波间的干扰.提出了协作OFDM系统中基于前导符号改进的载波频偏估计算法,设计了一种用PN序列调制指数序列得到的前导符号.仿真结果表明,该算法对协作OFDM系统的载波频偏估计性能明显优于传统算法.     

一种基于循环前缀的OFDM时频同步新算法

OFDM符号是由多个子载波信号叠加而成,为确保各子载波之间的正交性,就对载波间的同步有很严格的要求,否则将造成信道间干扰和符号间干扰,严重影响OFDM系统的性能。提出一种新的基于循环前缀的OFDM时频同步算法,通过仿真,将新算法和传统的ML算法及集相关算法相比较。仿真结果表明,新算法具有更好的频偏和定时估计性能。     

非数据辅助的OFDM系统符号同步算法

该文中研究了OFDM系统中的非数据辅助符号同步问题。首先,假设OFDM相邻子载波信道的频域响应相同,建立了一种基于OFDM系统相邻子载波间功率差值平方的代价函数,通过对代价函数最小化得到了一种适用于基带调制为恒幅调制的OFDM系统的非数据辅助符号同步算法。然后,通过对信道进一步假设,得到了其它两种类似的代价函数,并对载波频偏及信道噪声对算法的影响和算法的运算量进行了分析和讨论。最后,通过计算机仿真对所得同步算法在不同代价函数及不同载波频偏时的性能进行了分析,并同其它两种已有同类算法进行了比较。仿真结果表明,所得算法的性能总体上优于其它两种已有同类算法。     

一种采用可变同步帧的OFDM符号定时同步算法

符号定时同步是正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统中最为关键的同步之一。针对现有的基于数据辅助类的同步算法中帧头存在持续时间长、抗噪声性能差和对载波频偏敏感等问题,提出了一种可变长度的同步帧结构,采用滑动差分相关算法完成符号定时同步。仿真结果表明,提出的同步帧结构持续时间短于一个OFDM符号周期,并且训练序列长度可以通过估算信噪比大小而灵活控制。同时,所提算法在归一化载波频偏为12（远远超过晶振的误差范围 ±10-5）的情况下正常工作;在高斯白噪声和多径衰落信道中都有较好的性能,且其流水线结构易于硬件实现。     

OFDM系统中一种新型联合时频同步算法

OFDM同步技术是OFDM系统中的关键技术。针对OFDM系统面对的大范围频偏问题,提出了一种新的基于单个训练符号进行OFDM同步的算法,构造了新的训练序列以及新的频偏估计函数,该算法能在最大范围内对载波频率偏移做出有效的估计,并且不需要特定结构的训练符号。基于高斯白噪声信道的仿真比较表明了该算法具有较强的优点。     

非数据辅助的OFDM系统采样频率同步算法

研究了OFDM系统中采样频率的同步问题,提出了一种基于延时相关的时域非数据辅助采样频率同步算法.算法通过对时域信号进行延时相关,以提取OFDM符号的周期标记;然后通过收端和发端在相同的周期个数内采样点数之比得到采样频率偏差.该算法不需要预先进行OFDM符号同步和载波频偏估计,且具有较大的频率偏差估计范围.由仿真结果可以看出,该采样频率估计算法性能受累积时间及循环前缀的长度影响,不受采样频率偏差、载波频率偏差及OFDM系统基带调制方式影响;在6径典型市区(TU)信道下,与其它同类算法相比,该算法具有较好的性能.     

一种基于循环前缀的OFDM时频同步新算法

OFDM符号是由多个子载波信号叠加而成,为确保各子载波之间的正交性,就对载波间的同步有很严格的要求,否则将造成信道间干扰和符号间干扰,严重影响OFDM系统的性能。提出一种新的基于循环前缀的OFDM时频同步算法,通过仿真,将新算法和传统的ML算法及集相关算法相比较。仿真结果表明,新算法定时捕获更快,且能更准确地确定无IBI干扰的循环前缀采样部分,具有更好的频偏和定时估计性能。     

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。     

宽带OFDM系统中的频率同步算法与FPGA实现

频率同步是宽带OFDM系统中的关键技术,IEEE 802.11a 采用OFDM技术,利用其前导序列的重复结构,提出了一种分步的粗细频偏捕获与校正算法,同时为了补偿时域同步后的残余相差和适应信道的时变特性,还提出了一种基于频域导频的相位跟踪方案.通过仿真对算法性能进行了分析,并通过FPGA实现验证了算法在宽带OFDM无线接入系统中应用的有效性.结果表明,算法可以对±2个子载波频率间隔内的载波频偏实施快速捕获与跟踪,估计精度达10-3,满足突发分组传输OFDM系统的快速同步要求.     

Joint carrier frequency synchronization and channel estimation for OFDM systems via the EM algorithm

A joint carrier frequency synchronization and channel estimation scheme is proposed for orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) system. In the proposed scheme, carrier frequency synchronization and channel estimation are performed iteratively via the expectation-maximization (EM) algorithm using an OFDM preamble symbol. Moreover, we analytically investigate the effect of frequency offset error on the mean square error (MSE) performance of channel estimator. Simulation results present that the proposed scheme achieves almost ideal performance for both channel and frequency offset estimation.     

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.     

MIMO-OFDM系统载波同步的空间分集算法

在分析MIMO-OFDM系统载波频偏信号模型基础上,提出了基于单个OFDM前导子符号相关的MIMO-OFDM载波同步的空间分集算法,从链路级研究了易于实现的MIMO-OFDM系统载波同步算法,在无线多径Rayleigh信道COST207模型下,车速分别为10km/h 和120km/h时,给出了MIMO-OFDM系统载波同步分集算法的仿真结果.     

跳频OFDM通信系统同步算法及实现

结合跳频通信技术抗干扰和正交频分复用(OFDM)技术节省频带资源的优点,提出了一种通信帧格式及其同步算法。该算法构造了每个载波上传输隐藏伪随机序列的OFDM数据,利用伪随机序列良好相关特性实现了定时估计和粗频偏捕获,再使用ML估计算法进行细频偏估计,能够使OFDM技术应用到跳频通信领域。仿真和实验结果表明,在多径信道下,提出的算法单个定时估计和频偏估计误差小。     

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。      

Low Complexity Time Synchronization Algorithm for OFDM Systems with Repetitive Preambles

In this paper, a new time synchronization algorithm for OFDM systems with repetitive preamble is proposed. This algorithm makes use of coarse and fine time estimation; the fine time estimation is performed using a cross-correlation similar to previous proposals in the literature, whereas the coarse time estimation is made using a new metric and an iterative search of the last sample of the repetitive preamble. A complete analysis of the new metric is included, as well as a wide performance comparison, for multipath channel and carrier frequency offset, with the main time synchronization algorithms found in the literature. Finally, the complexity of the VLSI implementation of this proposal is discussed.     

一种OFDM定时同步与载波频偏估计算法

本文提出一个有效的利用周期性前导字的OFDM定时同步与频偏估计算法.算法分为两个步骤,首先根据前导字的特殊结构对Schmidl&Cox算法进行改进,将Schmidl&Cox算法中平台的检测变成单个峰值的检测,并由单峰的位置和复值可同时准确地估计符号定时和分数倍频偏;然后提出"相位差分序列",利用该序列的相关性对整数倍频偏进行估计.文中针对AWGN信道和SUI信道对算法进行了仿真,结果表明本文算法较其它算法具有更好的估计性能和鲁棒性.     

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.