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。     

一种抗频偏的定时同步方法及其性能分析

针对长序列互相关定时同步性能受频偏影响的问题,提出了一种分段频偏补偿的定时同步算法.该算法在分段互相关的基础上,使用频偏补偿替代传统的绝对值操作,在减少载波频偏对同步峰值影响的同时不增加噪声均值.理论分析和仿真结果表明,改进方法定时同步性能优于传统分段方法,适用于低信噪比大频偏的无线通信系统.     

OFDM系统中定时偏移的估计技术

在T.M.Schmidl和D.C.Cox提出的解决正交频分多路复用（OFDM）系统定时同步的基础上,给出了两种改进算法。在加性高斯白噪声信道（AWGN）和存在符号间干扰（ISI）的两种信道中,分别对估值进行比较,这两种改进算法得到估值的方差要小得多。     

一种改进的LTE系统下行同步算法

LTE(Long Term Evolution)系统中,作为小区搜索的第一步,符号定时算法需要具备很强的鲁棒性。为了进一步增强现有符号同步算法的抗频偏性能,提出了一种优化的符号同步算法。该算法一方面保持已有分段相关同步算法的优点,同时考虑结合预频偏处理来进行符号定时与粗频偏的联合估计,再将多个相关运算集做叠加处理。理论分析和仿真实验结果表明,在多径信道下,所提算法在完成符号定时和粗频偏估计的同时,大大提高了系统抗频偏性能。     

使用Matlab仿真分数间隔均衡器

分数间隔均衡器(FSE)是工程实践中常用的一种线性均衡器。分数间隔均衡器的抽头间隔满足采样定理的要求,在存在定时偏差的情况下分数间隔均衡器对定时偏差具有补偿作用。使用Matlab仿真验证了分数间隔均衡器对定时的补偿作用,并说明FSE在存在定时偏差的情况下均衡器抽头的漂移规律。     

一种新的基于前导的定时和频偏联合估计方法

提出了一种基于前导的OFDM的定时和频偏的联合估计算法,该算法仅使用了一个具有共轭对称的特点的训练序列完成了定时恢复和频偏估计,通过仿真分析了提出方法的均值和标准方差,表明该方法是有效的.     

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。     

OFDM分数倍频偏与码元定时的联合估计

Smidle和Cox（SC）算法是OFDM系统中频偏和码元定时估计的经典算法。基于SC的导频设置,利用最大似然（ML）准则,提出一种分数倍频偏（FFO）和码元定时联合估计算法,通过计算机仿真比较可以看出,文中提出的联合估计算法的FFO估计性能与SC算法相同,而码元定时估计方法的性能明显优于SC算法。     

一种新的定时和频偏联合估计算法

提出了一种新的正交频分复用(OFDM)系统定时和频率同步联合算法.该算法仅需要一个训练符号就可以完成定时和频偏估计,额外开销量小,定时和频率同步的实现均在时域进行,简化了同步实现的复杂度.由于使用自相关处理,定时同步对频率偏差具有较强的鲁棒性.与以往的定时同步算法相比,该算法避免了定时平台和多峰值的出现,即使在非常低的信噪比下,其定时测度都是一个尖脉冲.仿真结果表明,该算法能快速地实现定时和频率同步.     

Data-aided efficient synchronization for UWB signals based on minimum average error probability

One of the biggest challenges in ultra-wideband （UWB） radio is the accurate timing acquisition for the receiver. In this article, we develop a novel data-aided synchronization algorithm for pulses amplitude modulation （PAM） UWB systems Pilot and information symbols are transmitted simultaneously by an orthogonal code division multiplexing （OCDM） scheme. In the receiver, an algorithm based on the minimum average error probability （MAEP） of coherent detector is applied to estimate the timing offset. The multipath interference （MI） problem for timing offset estimation is considered. The mean-square-error （MSE） and the bit-error-rate（BER） performances of our proposed scheme are simulated. The results show that our algorithm outperforms the algorithm based on the maximum correlator output （MCO） in multipath channels.     

新型船舶自动识别系统设计及其同步算法分析

为了提高船舶自动识别系统(AIS)的容量,提出了基于正交频分复用技术(OFDM)的新型AIS系统设计方案.新系统设计主要包括系统参数设计、系统帧结构设计.新系统链路容量和信道传输速率均较传统AIS系统提高了6倍,实现了频域资源的有效利用.该系统对符号定时偏差和载波频率偏差特别敏感,因此对接收信号的同步处理必不可少,在设计的新系统基础之上提出了一种新的盲估计算法,利用包含在循环前缀内的冗余信息,在多径信道信息未知的情况下,直接通过对接收信号做相关构造一个归一化的相关特性函数,通过此函数可得到符号时延位置和多径信道长度,进而得到载波频率偏差.仿真结果表明在多径信道下该算法也具有较好的性能.     

基于DF-OFDM协作通信系统中的时间与频率同步

针对基于OFDM的协作通信系统,主要研究了解码转发(DF)协议下的时间与载波频率同步技术.设计了一种新的训练序列结构,它能在一个OFDM符号的长度下同时实现多个时间偏移与载波频率偏移的估计.通过相关类型的算法得到时间偏移估计,同时通过基于子空间分解的算法得到载波频率估计.调整训练序列的结构能够使得系统的误差最小,从而获得最优的系统性能.     

OFDM系统中同步问题的研究

OFDM系统的实现还存在着一些方面问题,如：同步问题尤其是频偏,峰值功率与平均功率比值过高,器件的非线性化等。OFDM系统对同步偏差敏感是本文讨论的重点,尤其是频偏。因此怎样获得准确的符号定时和载波频偏估计对OFDM系统性能至关重要。本文围绕OFDM同步过程中的符号定时和载波频率偏差问题进行描述,在分别介绍同步过程中捕获和跟踪两个阶段各自一些典型算法基础上,对一种基于保护间隔／循环前缀（PI／CP）的联合实现符号定时和载波同步最大似然估计（MLE）算法进行叙述并仿真。     

一种零前缀OFDM系统的符号同步和载频估计算法

提出一种在零前缀正交频分复用(ZP-OFDM)系统中,估计符号定时和载波频偏的算法.算法根据ZP-OFDM系统的零前缀特性,利用双滑动窗口检测能量的分布来完成符号定时同步;同时,给出一种改进的平均法估计小数倍频率偏移.通过分析和仿真可以看出,无论是在白高斯噪声信道还是多径信道,具有一个训练符号的ZP-OFDM系统可以准确而有效的估计符号定时和频率偏差.     

光OFDM系统中几种同步算法的对比分析

对光OFDM系统中的三种同步算法进行了理论分析,基于仿真实验,针对定时度量、定时偏差、丢帧率三个性能参数进行了对比分析。仿真分析表明T.Schmidl＆D.Cox算法由于循环前缀（Cyclic Prefix,CP）缘故使得其定位精确性欠佳,偏差较大,无法进行精确定位,但算法稳定性及丢帧率方面具有很好的性能。而H.Minn和Li-xun Huang＆Li-jun Sun两种同步算法定位精确性相对较好,偏差较小,但在稳定性及丢帧率方面,后者优于前者。因而在这三种同步算法中,Li-xun Huang＆Li-jun Sun算法性能较好,适应性较强,更具实际应用价值。     

一种基于自相关矩阵的OFDM信号同步参数盲估计算法

该文提出了利用自相关矩阵实现OFDM信号符号定时参数和频偏估计算法。该算法不需要数据辅助,通过使得接收信号自相关矩阵非对角线元素的模值之和达到最小实现分数倍频偏的跟踪,通过判断对角线元素位置发生的移动可以准确地估计整数倍频偏,同时通过使得对角线上对应虚载波位置的元素的模值之和最小实现符号同步。文中给出了算法的推导过程和具体应用的步骤。仿真结果表明该算法具有较大的估计范围以及良好的估计精度。     

无线信道中OFDM系统时频同步新算法

OFDM系统中频偏和定时误差的存在,对系统性能有很大的影响。本文根据设计的特殊导颁符号,通过伪随机序列的自相关特性得到定时误差;然后通过导频符号之间的相关性,估计出频率偏离。为了提高估计器的精度,采用了过采样技术。同时可以证明该算法能有效地对抗无线信道中的码间干扰。仿真结果表明,该算法能获得很好的性能,逼近改进的Cramer-Rao下界。     

UFMC-MIMO系统中一种干扰消除算法

通用滤波多载波(UFMC)作为5G最具潜力的候选波形之一,它的优势在于比正交频分复用(OFDM)具有更低的带外泄露,且发送时不需要添加循环前缀(CP),还能与多输入多输出(MIMO)系统良好地兼容。然而现有对UFMC的研究多数停留在单输入单输出(SISO)系统,已不能满足5G及未来通信系统的需要,因此对UFMC-MIMO系统的研究具有重要意义。本文提出一种利用Walsh码设计的特殊训练结构对UFMC-MIMO系统进行定时同步的算法,首先对各信道进行定时同步,再对经过定时同步后的信号作频偏估计得到各发送天线与接收天线的频偏估计值,最后在时域对信号进行频偏补偿,从而达到降低或消除定时频偏对信号传输的影响。本文基于2×2的UFMC-MIMO系统进行仿真,结果表明该算法能够有效降低信号误符号率和显著提升系统的抗干扰性能。     

一种LOFDM系统定时和频偏的盲估计算法

基于网格正交频分复用(LOFDM)信号的周期平稳性,该文提出一种LOFDM系统定时和载波频率偏差的盲估计算法。理论分析和仿真实验证实由该算法构造的估计器能够有效地对抗频率选择性慢时变信道引起的衰落;在信道噪声广义平稳的情况下,估计器性能与信噪比无关,于是估计器在低信噪比条件下也能很好地工作;另外,符号定时和频率偏差估计器的性能互不影响。     

Sensitivity analysis of offset QAM multicarrier systems to residual carrier frequency and timing offsets

This paper presents a sensitivity analysis of filter bank multicarrier (FBMC) systems to carrier frequency offset (CFO) and timing offset. Although the emphasis of the paper is on the class of FBMC systems that are based on offset quadrature amplitude modulation (OQAM), the developed results are found applicable to cosine modulated-based FBMC systems as well. We assume that coarse CFO and timing offset estimations and compensations have already been performed so that the residual CFO and timing offset are small. A simple closed-form approximation to the signal-to-interference ratio (SIR) is derived. This approximation is compared numerically with the exact SIR and confirmed to be accurate for a variety of FBMC systems with different prototype filters. The derived SIR is characterized by a pair of coefficients that are only dependent on the underlying prototype filter, thus, allows the designer to pick from the choices of the prototype filter the one that has minimum sensitivity to CFO and/or timing offset.