MIMO-OFDM同步门限值方法

正交频分复用技术(OFDM)由于其对抗多径能力强和频谱利用率高而被视为下一代无线通信的核心技术。多输入输出(MIMO)技术和OFDM技术已经或者即将应用于各种高速宽带通信系统中,对于MIMO-OFDM系统关键技术的研究至关重要。MIMO-OFDM与SISO-OFDM相似,对定时同步错误和频率偏移敏感,定时和频率不同步都可能会破坏帧结构,因此准确的符号定时和精确的载波频偏估计是系统正常工作的前提。本中首先用CAZAC序列构建出共轭交错结构作为训练序列,然后应用门限值方法改进定时同步估计并基于交错结构进行载波频率偏移估计,最后结合仿真结果确定影响门限值性能的参数值。仿真数据显示,在多径信道条件下,该方法可以使得系统的误码率相对传统方法得到进一步减小,有效地提高同步性能。      

MIMO-OFDM系统中的定时和频率同步

MIMO-OFDM技术将是下一代无线通信中的关键技术.分布式MIMO-OFDM系统因其大容量,低功耗,更好的覆盖等优势而得到广泛应用,但现在对MIMO-OFDM系统同步问题的研究大多在集中式MIMO-OFDM系统下.本文提出了一种基于训练序列的分布式系统的定时和频率同步方法,通过对训练序列进行一些相关运算,能够估计出多个时间偏移和单个的频率偏移.仿真结果表明,新提出的方法在定时同步的正确率和频率同步的均方误差方面表现出了很好的性能.     

OFDM系统的最大似然同步算法研究

虽然OFDM技术有很多优势,但相对于单载波系统或者一般的频率复用通信系统来说,它对同步要求更高。假设终端与基站无法实现同步,终端甚至无法接入,同步技术是OFDM系统以及MIMO-OFDM系统的关键技术,是保证系统高稳定和高性能重要技术。最大似然估计算法在OFDM符号定时同步和载波频率同步中得到了广泛的应用,通过基于循环前缀的最大似然估计方法,避免了基于导频符号同步估计带来功率和数据资源浪费。通过仿真可以看到,该算法能够很好地实现OFDM系统的符号同步和载波同步。     

一种有效的MIMO-OFDM系统时频同步方法

为了检测不同天线的时延和频偏,提高多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统同步算法性能,给出了一种有效的MIMO-OFDM系统定时和频率同步算法。该算法构造了一种新颖的基于恒包络零自相关码（CAZAC）的良好正交特性的训练序列结构,利用该训练序列结构可以有效地完成各发射天线的迟延和载波频偏估计。仿真结果表明,所给方法具有高的定时估计精度和低的计算复杂度,适用于各发射天线信号到达时延不同情况的MIMO-OFDM系统,具有很好的实用价值。     

MIMO-OFDM系统同步技术研究进展

多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统对定时偏移和频率偏差极其敏感,并且对时间同步精度要求极高。分析比较了29种具有代表性的MIMO-OFDM系统同步算法的优缺点,指出针对数据辅助类的同步方法,采用共轭、取反等特性构造优良正交性的训练序列是提高时间同步性能的关键,可在时域进行频偏估计和降低参数维数来降低系统计算复杂度;针对非数据辅助类的同步方法,构造计算复杂度较低的代价函数是提高频率同步性能的关键,这些都是MIMO-OFDM系统同步方法值得研究的方向。     

UFMC系统中的载波频率同步技术

针对UFMC系统对频率偏差敏感的问题,提出一种适合用于UFMC 系统的频率同步算法。为了保留UFMC系统的良好特性、降低UFMC中滤波器的设计复杂度,该算法设计了一种子带间正交的导频序列,并采用非线性最小二乘（NLS）法进行CFO估计。通过序列构造和计算该构造序列与估计信号的相关性对算法进一步改进,使得低信噪比下的估计性能得到改善。理论分析和仿真表明,在高斯和瑞利衰落信道下,子带间正交导频序列的误码率、CFO性能均优于全1导频序列;在低信噪比环境下,改进算法的CFO性能优于NLS算法。     

OFDM系统中基于PN序列的迭代相关检测信道估计

提出了一种基于PN序列进行时域迭代相关检测的信道估计算法,在典型信道下,采用该算法后系统的误码率性能优于传统的频域导频系统.PN序列还可以用于多用户检测、频偏估计和定时同步,因而OFDM系统中使用PN序列的帧结构可以减少系统资源开销,提高频谱利用率.     

基于最大似然算法的OFDM同步技术研究

同步问题是卫星通信中的一个关键问题,直接关系到通信系统的性能。文中简要介绍了OFDM的同步技术,主要讨论了符号定时同步和载波同步。最大似然估计算法在OFDM符号定时同步和载波频率同步中得到了广泛的应用,通过最大似然估计方法,避免了基于导频符号的同步估计带来的频率和功率资源的浪费,通过仿真可以看到,能够很好地实现OFDM系统的符号同步和载波同步。     

MIMO-OFDM系统训练序列构造及其同步方法

针对MIMO-OFDM系统对同步错误率和载波频偏特别敏感问题,本文提出了MIMO-OFDM系统训练序列构造及其同步方法.该同步方法设计的训练序列由两个结构不同的序列构成：第一个序列利用重复性构成,第二个序列利用反对称性构成,其构造训练序列中的β因子影响系统定时同步性能.在接收端,利用训练序列和本地数据信号进行互相关获取定时同步,在获取精确地定时同步后进行小数频偏估计和整数频偏估计,其整数频偏估计范围可达到1/4带宽.通过理论分析和仿真表明：本文提出的同步新方法比常规方法有更好的同步性能,并且降低了系统计算复杂度.     

MIMO-OFDM系统中一种局域化最大似然检测算法

本文提出了MIMO-OFDM系统中一种低复杂度的局域化的最大似然检测算法,该方法通过对每个发送天线的导频训练序列进行信道估计,调整信号有效搜索域,获得低复杂度的系统误码率。实验表明,该信号检测算法明显降低了高阶QAM调制的计算复杂度,在QPSK和16QAM调制时,系统误码率接近已知信道频响情况。     

Performance analysis of frequency synchronization in MIMO-OFDM systems with ST/MRC scheme

In this paper, the performance of frequency synchronization in a multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) system is analyzed for the purpose of carrier frequency offset (CFO) estimation and compensation. Speci?cally, a joint transmit antenna selection (ST) and receive maximum ratio combining (MRC) （ST/MRC） method is adopted, that is, only one transmit antenna with the highest channel power is selected while MRC is used at the receiver to maximize the sum of frequency synchronization metric. The mean square error (MSE) closed-form expressions of CFO estimation are derived for several antenna con?gurations. Simulations in both ?at and multipath fading channels validate the theoretical analysis.     

MIMO-OFDM系统定时同步算法

应用MIMO—OFDM无线通信系统的空间信号资源，提出了基于单个前导符号的MIMO--OFDM系统帧定时和符号定时同步的分集算法，以克服高速无线多径信道中深衰落对MIMO—OFDM系统定时同步性能的影响，给出了具体的帧定时、符号定时同步的分集算法以及在高速无线多径信道COST207模型下帧定时和符号定时同步的仿真结果。     

一种改进的GFDM时频同步算法

针对广义频分复用( GFDM)系统对符号定时同步要求较高的问题,提出了一种新的基于前缀码的同步算法。在接收端,在获取粗略定时信息的基础上,利用前缀码前后两部分的相位差实现载波频偏估计,并对接收序列的频率偏移进行纠正,然后通过纠正后序列与已知发射前缀的互相关函数实现精确的符号定时估计。由于该前缀码具有共轭对称的特性,使其避免了“平顶效应”的出现。结合5G中低时延高可靠场景,在频率选择性信道中对其进行仿真,并通过均方误差对其性能进行了评估。理论分析及仿真结果表明,该算法相对于原算法具有更好的定时同步性能和更低的复杂度,提升了GFDM系统的整体性能。     

基于CP-ESPRIT的MIMO-OFDM频偏估计算法

针对已有MIMO-OFDM盲同步算法需要较多接收数据的缺点,提出了一种基于循环前缀和ESPRIT思想的MIMO-OFDM频偏估计算法——CP-ESPRIT算法。算法利用接收信号中未被IBI污染的循环前缀和OFDM符号中相应的部分构造接收信号矩阵,然后利用ESPRIT方法求得频偏估计值。该算法只要一个符号就能估计频偏,且频偏估计范围为一个子载波宽度,可用于载波频偏精同步。仿真验证了算法的性能。     

Preamble and embedded synchronization for RF carrier frequency-hopped OFDM

In this work, we apply RF carrier frequency hopping to orthogonal frequency-division multiplexing (FH-OFDM). Achievable hop rate and bandwidth efficiency are determined based on signal acquisition/synchronization and data demodulation performance in the presence of unknown time-frequency offsets, and channel gain/phase perturbations. We compare performance using two different data-aided synchronization approaches. The first method sends synchronization information in a preamble before the OFDM payload symbol, whereas the second method embeds the synchronization information directly into the OFDM symbol stream. In the embedded technique, superposition of the synchronization information causes interference onto the OFDM data information. Thus, the sync information must be removed before satisfactory bit-error rate (BER) performance can be achieved. Consequently, embedded interference cancellation (EIC) is utilized which requires accurate estimation of the synchronization offsets and channel perturbations. Using coherent quadrature phase-shift keying-OFDM modulation, performance comparisons are presented using the COST207 multipath fading channel model. Fading channel BER performance results indicate that the embedded technique incurs only a slight signal-to-noise ratio penalty (less than 1 dB) compared with the preamble method. However, the embedded method offers the potential for improved hop rate and bandwidth efficiency because no dedicated slot is required for a synchronization field.     

PCMA系统自干扰频率估计新算法

成对载波多址（PCMA）是一种新兴的频率重用技术,通过对自干扰信号的重构和抑制能够有效提高系统容量,其关键技术在于自干扰信号的参数估计。针对PCMA系统特点提出了一种无需单独训练的自干扰信号频率估计新方法,利用本地信号与对方信号的弱相关性,基于最小均方误差拟合准则拟合出相关函数的估计曲线,从而获得频偏估计值。仿真结果表明该算法能够得到比较小的估计误差和较为理想的误码率性能。     

MIMO-OFDM信道估计仿真实现

正交频分复用（OFDM）可以有效地将频率选择性衰落信道转化成多个并行平坦衰落信道,从而大大提高传输效率。多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）技术可以大幅度地提高无线通信系统的信道容量与传输速率,其信道估计精度对系统性能有着直接的影响。研究了基于导频插入的SISO-OFDM和MIMO-OFDM最小二乘法估计（LS）信道估计方法。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,得出不同算法下信道估计的误比特曲线,比较了各个算法的性能。仿真结果表明：MIMO-OFDMLS算法在误码率性能上优于SISO-OFDM。     

Broadband MIMO-OFDM wireless communications

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a popular method for high data rate wireless transmission. OFDM may be combined with antenna arrays at the transmitter and receiver to increase the diversity gain and/or to enhance the system capacity on time-varying and frequency-selective channels, resulting in a multiple-input multiple-output (MIMO) configuration. The paper explores various physical layer research challenges in MIMO-OFDM system design, including physical channel measurements and modeling, analog beam forming techniques using adaptive antenna arrays, space-time techniques for MIMO-OFDM, error control coding techniques, OFDM preamble and packet design, and signal processing algorithms used to perform time and frequency synchronization, channel estimation, and channel tracking in MIMO-OFDM systems. Finally, the paper considers a software radio implementation of MIMO-OFDM.     

Research on carrier frequency offset estimation algorithm based on PN sequence preamble in OFDM system

Carrier frequency offset (CFO) due to Doppler frequency shift or frequency mismatch between the transmitter’s and receiver’s oscillators can introduce severe inter-symbol and inter-carrier interference into OFDM systems. A simplified OFDM system model is considered to analyze effects of CFO in theory and simulation. The article briefly reviews some traditional CFO estimation algorithms. Relying on relatively good correlation characteristic of pseudo-noise (PN) sequence, the PN preamble based algorithm of CFO estimation is developed. Performance characteristics of traditional and the new improved algorithms are simulated under different conditions. Results indicate that the PN preamble based algorithm of CFO estimation is more accurate, resource-saving and robust even under poor communications channel condition, such as low SNR and big normalized CFO.