基于虚载波的OFDM系统频偏估计算法仿真

正交频分复用（OFDM）技术由于存在诸多优点而得到了广泛的应用,然而容易受频偏的影响是其存在的主要缺点之一。基于虚载波的频偏估计不需要冗余信息,相对于其他方法存在一定的优势。为此进一步研究了该算法,指出该算法中价值函数存在多解问题,从而导致估计频偏与实际频偏之间存在整数倍频差,并进一步提出可以通过选择合适的虚载波来解决该问题,仿真结果证实了其有效性。     

OFDM系统中基于循环前缀的频偏估计算法

OFDM是利用多个正交的子载波并行传输数据来提高传输效率的一种新技术,具有频谱利用率高、抗多径衰落、抗窄带干扰等优点,被视为第四代移动通信中的关键技术。为保证子载波之间的正交性,对载波频偏估计和补偿成为OFDM技术研究热点。本文提出了一种基于循环前缀的频偏估计算法,通过把循环前缀分成四个小序列,对前三个序列单独进行相位差计算,对第四个序列进行均值估计,最终推导出频偏的估计值。仿真结果表明,本文算法在减小计算量的情况下,提高了频偏估计精度。     

新的基于粒子群优化的正交频分复用系统盲频偏估计算法

针对正交频分复用(OFDM)系统频偏估计问题,提出了一种基于粒子群优化(PSO)的盲频偏估计算法。首先,根据频偏估值重建的接收信号和实际接收到的信号误差最小原则构造了盲频偏估计的数学模型,并推导出了代价函数;然后,利用粒子群优化算法强大的随机并行全局搜索能力,通过最小化代价函数估计频偏。仿真比较了常系数、微分递减两种惯性权重策略PSO算法的频偏估计性能,并与最小输出方差、黄金分割盲频偏估计算法进行了比较分析。仿真结果表明,所提算法精度高,同一信噪比下较同类算法大约有一个数量级的提升,且不受调制类型和频偏估计范围(-0.5,0.5)的限制。     

OFDM系统的频偏估计算法

载波频偏会破坏正交频分复用系统(OFDM)各个子载波间的正交性,造成载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI)。本文结合中国移动多媒体广播(CMMB)[1]信道的帧结构和调制方式,利用不同数据码元间共轭相乘的算法来完成整数倍频偏(IFO)的捕获。最后采用最小二乘估计法捕获采样频偏和残余频偏。计算机仿真验证了算法能准确的完成频偏估计。     

循环PN相关时域同步正交频分复用频偏估计算法

针对电力线通信中,传统频偏估计复杂度较高问题,提出了低复杂度时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）频偏估计算法。首先,对电力线网络特性进行解析,采用三段等长循环伪随机噪声序列（PN）构造帧头填充保护间隔;其次,帧头与帧体分别基于二进制相移键控（BPSK）和正交振幅调制（QAM）;最后,与传统基于循环前缀（CP）与一般PN频偏估计算法相比,改进算法只需对一段循环PN长度作相关,减少自相关运算次数,且可达到较好频偏估计性能。仿真表明：误码率（BER）为10^-4时,改进算法较传统基于CP及一般PN算法约有5 dB和1 dB的增益。当插入总序列及循环序列长度分别为420与165时,改进算法每帧相关运算次数减少1186次。由理论分析及仿真结果可知,所提算法有效降低计算复杂度,减少传输过程实现成本,提高通信速率。     

混合保护准则下基于NC-OFDM的认知无线电系统功率分配

针对主用户采用OFDM通信体制,认知用户采用NC-OFDM通信体制,认知用户共享主用户授权频谱的工作场景,研究了认知无线电系统功率分配策略。提出依据主用户不同工作状态,采用不同的约束准则:对认知用户工作信道,引入功率泄漏干扰因子约束认知用户的发射功率,以限制对主用户工作信道的泄漏功率强度;对主用户工作信道,设置主用户速率损失上限,以确保主用户正常工作。功率分配算法以混合约束准则为基础,最大化认知无线电系统的传输速率。仿真结果表明,与干扰功率约束机制相比较,本算法能显著提升传输速率。     

NC-OFDM在认知无线电中应用的仿真研究

认知无线电环境中,可用频谱具有分布宽、非连续和动态变化的特性。为了解决环境中数据传输的问题,研究设计能够适应频谱特性的通信系统。首先对系统所处的电磁环境进行动态频谱感知,估计出当前时刻的频谱信息,然后根据频谱信息对系统子载波进行裁剪,只利用未被授权用户使用的子载波以NC-OFDM作为传输技术进行数据传送。当通信环境动态变化时,验证系统是否能够准确的估计出当前的频谱信息,然后仿真比较NC-OFDM和NC-MC-CDMA系统的误码性能,并对其结果进行讨论分析。仿真结果表明:NC-OFDM技术能够适应认知环境中可用频谱的特性,且NC-OFDM系统比NC-MC-CDMA系统具有更好的误码性能。     

基于认知无线电平台的NC-OFDM系统设计与实现

基于USRP2平台设计并实现了一个非连续正交频分复用(NC-OFDM)认知无线电传输系统,给出了系统的软硬件设计详细流程和关键问题的解决方案,并针对NC-OFDM系统提出了一种快速抑制峰均比的自适应算法。硬件仿真结果表明,本系统能够在USRP2平台上成功实现无线通信的数据传送与接收,为认知无线电由理论研究迈向实际应用奠定了基础,有一定的实用价值,同时也为其他基于USRP2的无线系统设计提供了有益借鉴。     

基于NC-OFDM系统的快速资源分配算法

非连续正交频分复用（Non-continuous orthogonal frequency division multiplexing,NC-OFDM）技术是认知无线电（Cognitive radio,CR）的一项应用。在NC-OFDM通信系统中,认知用户感知无线环境中授权频段的频谱空洞（Spectrum hole）并加以利用,以减少频谱的浪费。为保证授权用户的通信质量,认知用户需要在授权用户接入通信时立即退出,这使NC-OFDM通信系统对实时性要求较高,适用于OFDM通信系统的传统资源分配算法无法满足实时性要求。基于NC-OFDM系统的频谱特点,提出两种快速资源分配算法。所提出的算法首先依据误比特率与增益噪声比计算功率门限,采用一次判断选出认知用户使用的子信道,降低解空间维数;接着直接计算注水常量,进行初始资源分配;最后基于二分思想对已排序的子信道（方法1）或未排序的子信道（方法2）进行剩余资源的分配。理论分析与仿真结果表明,提出的快速资源分配算法与最优算法的资源分配结果相同（方法1）或相近（方法2）,复杂度更低,资源分配的速度更快。     

基于循环自相关的NC-OFDM信号参数的盲估计

在认知无线电(CR)环境中,频率资源不足的问题越来越严重,非连续正交频分复用（NC-OFDM）能够工作在非连续的频谱环境,针对NC-OFDM信号的参数估计重要问题,提出用循环自相关的方法。该方法首先分析循环平稳信号特点,然后根据NC-OFDM信号的循环自相关在循环频率α以及时延τ切面图具有离散谱线特征进行参数估计,最后对NC-OFDM信号的循环自相关进行数值仿真。仿真结果表明在低信噪比下,能有效估计NC-OFDM信号的参数及识别零前缀的正交频分复用信号（ZP-OFDM）,且实验证明关闭近90%的子载波数目,都能够实现NC-OFDM信号的参数的盲估计。     

正交频分复用系统中的载波频偏估计方案

针对正交频分复用( OFDM)系统中模拟前端的非理想因素(包括载波频偏和I/Q失配等)对系统性能的影响,提出一种在频域对非理想因素进行载波频偏估计的方案。根据ECMA-368标准建立信号模型,在频域对3个连续前导符进行处理,并采用余弦函数算法与正切函数算法对载波频偏进行估计。仿真结果证明,与传统载波频偏估计方案相比,当噪声干扰或I/Q失配程度较大时,该方案仍具有较高的估计精度,增强了OFDM系统的鲁棒性。     

符号序列相关性OFDM系统时间偏移估计

针对受到传播时延、多普勒效应等因素影响的正交频分复用（OFDM）无线系统时间偏移问题,提出了一种基于训练符号序列相关性的时间偏移估计算法CBT。该算法通过对训练符号序列的简单构造,利用其相关性通过时间尺度的最大值找到符号的起始点,实现时间偏移估计,进而有效地提高OFDM系统抗时间偏移的能力。详细的仿真实验以及与现有PML算法的性能比较表明,提出的时间偏移估计算法CBT在加性高斯白噪声（AWGN）与瑞利衰落信道下都明显地减小了时间偏移误差。     

OFDM系统中同步偏差的联合估计算法

研究基于IEEE 802.11a的正交频分复用(OFDM)系统,分析同步偏差对该系统的影响,提出一种联合估计算法。利用导频序列估计频域中OFDM系统的同步偏差,包括符号定时偏差、载波频率偏差和采样时钟频率偏差。仿真结果证明,该算法的误包率较低,能较好地应用于OFDM系统。     

一种改进的频偏估计算法及其性能仿真

论文在比较分析现有基于数据辅助的经典频偏估计算法的基础上,提出了一种改进的Fitz载波频偏估计算法.与原算法相比,该改进算法不仅扩大了频偏估计范围,同时提高了频偏估计精度.通过仿真验证了该改进算法性能.     

基于DTMB系统的大载波频偏估计方法

针对现有方法在大载波频偏条件下无法工作的问题,提出一种应用于国标数字电视系统DTMB系统的大载波频偏估计方法,利用国标系统中信号帧的结构特点,结合功率检测器,通过3个步骤完成载波频偏估计。与传统DTMB系统载波频偏估计方案相比,该方法具有更大的载波频偏估计范围。仿真结果表明,该方法在AWGN信道下最大可支持±400kHz的载波频偏,在AWGN信道和多径信道下均满足系统要求。     

MIMO-OFDM系统抗干扰信道估计算法

提出一种抗干扰信道估计(AICE)算法用于解决MIMO-OFDM系统信道估计问题。该算法在接收端通过对收到的累加信号进行分解,得到来自不同发射天线的信号,通过消除符号间干扰与子载波间干扰及采用期望值最大迭代算法进行信道估计来减小估计误差,提高信道估计的准确性。与ICE算法的性能比较证明了AICE算法在瑞利衰落信道下具有更好的信道估计均方误差及误比特率性能。     

一种低复杂度的频偏估计算法

为解决短波突发通信中的载波同步问题,提出一种低复杂度的频偏估计算法。通过相位折叠使接收信号的频偏具有周期性规律,以避免自相关计算和离散傅里叶变换,从而降低算法复杂度,实现快速载波同步。Matlab 仿真结果表明,该算法具有估计精度高、捕获范围广和计算复杂度低的特性,适用于突发通信的频偏估计。     

基于MAP算法的OFDM系统迭代信道估计

提出一种运用在OFDM系统中的迭代最大后验概率信道估计方法。译码器利用信道估计值形成译码模块的软信息,通过交织,反馈到信道估计模块中,使外信息在信道估计模块和译码模块之间循环迭代。信道估计模块中采用线性最小均方误差算法对信道参数进行估计。通过信道估计模块和译码器之间软信息的循环迭代,充分利用有效的外信息,降低误码率,提高OFDM系统的性能。     

基于线性回归的UWB系统频偏估计算法

提出了一种利用接收序列与本地PN序列的相关值辐角的线性回归来估计UWB系统载波频偏的方法,该算法将接收序列与本地PN作相关,利用辐角随时间的线性变化特性,将相关值辐角作线性回归估计频偏.仿真结果表明,与传统PN相关频偏估计算法相比,该算法性能稳定,在有效估计区间内估计精度不受频偏大小影响,抗多径能力强,在低信噪比仍有较高的估计精度.此外,此算法与系统同步使用相同的PN序列与相关计算结果,节约了系统资源,易于实现.     

OFDM系统中基于因子图的信道估计算法

为提高正交频分复用(OFDM)系统的信道估计精度,根据频谱资源的无陑信道特性,提出基于因子图的 OFDM 系统信道估计算法,包括二维联合信道估计算法和2个级联的一维信道估计算法。将时变频率选择性衰落信道建模为一阶自回归模型,使信道参数之间的交互信息近似为高斯分布,利用和积算法实现OFDM系统的联合信道估计和符号检测。仿真结果表明,该信道估计算法能够以较低的计算复杂度逼近最优的估计性能。