载波频偏估计

摘要： For the Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Offset Quadrature Amplitude Modulation (OFDM/ OQAM) system has no cyclic prefix,it is sensitive to time error and has a high requirement for frequency offset estimation in fast time-varying ground-air channel with large Doppler frequency offset,an AutoCorrelation Estimation (ACE) time frequency synchronization algorithm for OFDM/OQAM system in ground-air channel was proposed.In the algorithm,the symbol timing was used to achieve fast acquisition and timing with fewer auxiliary sequences.The frequency offset estimation was carried out by optimizing the autocorrelation sequence and performing two autoeorrelation operations.The final frequency offset was obtained by weighting and averaging the estimated frequency offset of the two operations.The simulation results showed that symbol timing correlation peak of the ACE increased 3 compared with the Modified Linear Square (MLS) and Training Sequence 2 (TR2) algorithm.There was a 10 dB SNR (Signal-to-Noise Ratio) gain when BER (Bit Error Rate) was 10-2 at the en-route state of ground-air channel,and there was a 3 dB SNR gain when the system BER was 10-3 at the arrival state of ground-air channel.The simulation results show that the ACE algorithm further enhances time frequency synchronization accuracy and bit error performance.%针对正交频分复用/交错正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统无循环前缀而对时偏误差敏感,以及在具有大多普勒频移的快时变地空信道下对频偏估计要求较高的问题,提出了一种适用于地空信道OFDM/OQAM系统的自相关估计(ACE)时频同步算法.该算法中符号定时采用较少的辅助序列实现快速捕获和定时,频偏估计通过优选同步自相关序列进行两次自相关运算,将两次运算估计的频偏值进行加权平均,获得最终频偏估计值.在计算机上进行仿真,其中与改进最小二乘(MLS)算法和训练序列(TR2)算法相比,ACE算法符号定时相关峰值对比度提高至原来的3倍;在飞行状态下系统误码率(BER)为10-2时有10 dB信噪比增益,在地空信道到达状态下BER为10-3时有3 dB信噪比增益.仿真结果表明,ACE算法进一步提升了时频同步精度和误码性能.

摘要： 提出一种有效的幅度相位键控(APSK)调制信号载波频偏估计算法。该算法针对定时同步后的信号数据,根据APSK调制信号星座图数据点幅度半径不同的特点,将星座图上幅度半径最小的数据点保留,其余幅度半径较大的数据点的值均置零。对置零处理后的数据进行4次方谱线提取,从而估计信号的载波频偏。仿真试验表明该算法计算复杂度低,具有很强的实用性。当数据量为500,信噪比大于15 d B时,频偏估计均方误差低于-80 d B。

摘要： An effective algorithm is presented for estimating carrier frequency offset of Amplitude Phase Shift Keying(APSK) modulated signal. The data of the signal is obtained after the process of timing synchronization. The algorithm is based on the characteristic that the radiuses of the points of the constellation of APSK modulated signal are different. The value of the data is set to zero except the points with the smallest radius. The spectrum line of the quartic spectrum of the zeroing data is extracted to estimate carrier frequency offset. Simulation results show that this algorithm has low complexity and high practicality. The mean square error of the estimation of carrier frequency offset is below -80 dB when the number of symbol is 500 and the signal to noise ratio is above 15 dB.%提出一种有效的幅度相位键控(APSK)调制信号载波频偏估计算法.该算法针对定时同步后的信号数据,根据APSK调制信号星座图数据点幅度半径不同的特点,将星座图上幅度半径最小的数据点保留,其余幅度半径较大的数据点的值均置零.对置零处理后的数据进行4次方谱线提取,从而估计信号的载波频偏.仿真试验表明该算法计算复杂度低, 具有很强的实用性.当数据量为500,信噪比大于15 dB时,频偏估计均方误差低于-80 dB.

摘要： According to the situation that non-ideal factors of analog front-end in wideband Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)system exit at the same time, this paper presents an estimation algorithm of Carrier Frequency Offset (CFO)with presence of I/Q mismatch(I/Q-M). The scheme utilizes 3 consecutive preambles and processes them at frequency domain to acquire 2 different estimation algorithms and the carrier frequency offset is divided into two scopes using different algorithms respectively on the basis of I/Q mismatch degree and noise. Simulation results show that the proposed scheme is able to estimate the offset accurately to both Frequency Independent(F-I)and Frequency Dependent(F-D)I/Q mismatch.%针对正交频分复用系统中非理想前端因素同时存在的情况,提出一种在I/Q失配存在的条件下载波频偏的估计算法.该算法利用三个连续的前导符在频域推导出两种不同估计算法,根据噪声及I/Q失配程度将载波频偏划分为两区间分别选用不同算法进行估计.仿真结果表明,该算法在频率相关和频率无关I/Q失配条件下均能有效地准确估计载波频偏.

摘要： 为了解决在突发信号载波频偏估计问题中,载波频偏估计算法对估计精度、信噪比门限和估计范围的兼顾问题,提出了基于广义延拓逼近的载波频偏估计算法.该算法无需数据辅助,对接收信号频域信息做合理单元划分,节点处满足插值条件,单元域内实现最佳拟合,能够有效提升整域内的逼近精度.仿真结果表明,与文献算法相比,该算法具有更低的信噪比门限、更高的估计精度和理论最佳的估计范围.算法数学模型稳健、复杂度低,具有很好的可实现性和很高的使用价值.%A carrier frequency offset estimation algorithm based on generalized extended approximation is proposed to solve the problem of the estimation accuracy, the signal-to-noise ratio (SNR) threshold and the estimation range of the carrier frequency offset estimation algorithm.The algorithm does not need data support.It makes a reasonable division of the received signals in the frequency domain, and satisfies the interpolation condition at the node.The algorithm can achieve the best fitting in the unit field, and can effectively improve the accuracy of approximation in the whole domain.Simulation results show that the proposed algorithm has a lower SNR threshold, higher estimation accuracy and optimal estimation range compared with other algorithms.The mathematical model of the algorithm is robust and low complexity, and it has very good performance and high use value.

摘要： 提出一种有效的幅度相位键控(APSK)调制信号载波频偏估计算法。该算法针对定时同步后的信号数据,根据APSK调制信号星座图数据点幅度半径不同的特点,将星座图上幅度半径最小的数据点保留,其余幅度半径较大的数据点的值均置零。对置零处理后的数据进行4次方谱线提取,从而估计信号的载波频偏。仿真试验表明该算法计算复杂度低,具有很强的实用性。当数据量为500,信噪比大于15 dB时,频偏估计均方误差低于-80 dB。

摘要： The unsynchronization of optical satellite communication leads to error information and demodulation difficulty . And carrier frequency offset has effect on frame synchronization of sliding correlation algorithm .To solve the problem , frequency offset caused by satellite Doppler effects was analyzed by calculation simulation and difference relation algorithm was proposed for the realization of frame synchronization and frequency offset estimation .Implementation scheme of hardware was given .The performance of difference relation algorithm was analyzed .The results show that difference relation algorithm implements frame synchronization under the influence of high carrier frequency offset and has strong ability of frequency offset estimation .After using difference correlation algorithm , the error bit performance of the system increases nearly 3dB.It is useful to use difference relation algorithm to solve the synchronization problem of laser satellite link .%为了解决星间激光通信不同步导致的信息质量差与解调难度大等问题,针对滑动互相关算法帧同步易受载波频偏影响的不足,采用计算仿真的方法分析了星间多普勒效应引起的载波频偏程度,提出差分相关算法以实现帧同步与载波频偏估计,并给出硬件实现方案,分析了差分相关算法的帧同步与载波频偏估计性能. 结果表明,差分相关算法能够实现大载波频偏影响下的帧同步,且具有较强的频偏估计性能,采用差分相关算法后系统的误码性能提升近3 dB.此结果说明,差分相关算法是解决星间激光链路同步问题的有效方法.

摘要： The problem of frequency synchronization in orthogonal frequency division multiplexing with off-set quadrature amplitude modulation (OFDM/OQAM)systems over time and frequency doubly-selective fading channels is considered in this paper.By approximating the doubly-selective channel with the basis expansion model (BEM),the second-order cyclostationarity property of the received signal in the presence of carrier fre-quency offset (CFO)is proved.Then,a blind CFO estimation algorithm is proposed based on the cyclostationarity. Theoretical analyses and simulation results show that the proposed blind estimator can provide robust CFO estimation performance as it is immune to the effect of noise and the fading caused by the doubly-selective channel.%针对时频双选衰落信道下基于交错正交幅度调制的正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing with offset quadrature amplitude modulation，OFDM／OQAM）系统的频率同步问题，将双选信道建模为复指数基扩展模型，证明了存在载波频偏情况下 OFDM／OQAM 接收信号的二阶循环平稳特性，在此基础上，提出一种 OFDM／OQAM 系统载波频率偏差的盲估计算法。理论分析和仿真结果表明由该方法构造的估计器不仅能够有效地抵抗双选信道引起的衰落而且具有很好的抗噪性能，从而可以实现对载波频偏的稳健估计。

摘要： 正交频分复用是一种无线通信技术,其频谱利用率高,非常适合高速数据传输,在再入飞行器遥测领域的应用前景非常广阔。介绍了载波频偏对正交频分复用系统的影响,提出了一种基于本地训练序列的频偏校正的算法,设计了再入飞行器正交频分复用遥测接收系统。

摘要： In order to solve the problem of non-ideal factors ( including Carrier Frequency Offset ( CFO ) , I/Q imbalance,etc. ) introduced from analog front-end in bandwidth Orthogonal Frequency Division Multiplexing( OFDM) system,an effective CFO estimation scheme in frequency domain is proposed. Based on ECMA-368 standard,the signal model is built. Processing three consecutive preambles in the frequency domain, cosine function algorithm and tangent function algorithm can be adopted to estimate CFO. Simulation results verify that,compared with the traditional schemes, the proposed scheme is robust to big CFO and I/Q imbalance, thus it can provide better performance and enhance the robustness of the system.%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。

摘要： 本文针对QPSK信号的全数字接收机结构,提出了一种非数据辅助(NDA)载波频偏估计算法.该算法采用前向开环结构,与传统的Costas环相比,它具有同步速度快、载波频偏估计范围大的优点,并且适合于VLSI数字硬件实现.仿真的结果验证了算法的可行性和有效性.

摘要： 本文给出了一种MPSK信号载波频偏估计算法.该算法采用前向开环载波同步方式,与传统的Costas环相比.这种方式具有同步速度快、载波频偏估计范围大、估值精度高的优点.计算机仿真结果表明,该算法计算量小,复杂度低,抗噪声性能好,频偏估计范围可达0.4符号率.

摘要： 本文针对采用任意载波分配方案的正交频分多址(Generalized-OFDMA)上行链路系统提出一种基于伪噪声(PN)序列的载波频偏(CFO)估计算法.仿真结果表明:相对于上行OFDMA系统现有的几种典型CFO估计算法,本文算法具有更优的估计性能.

摘要： 就目前OFDM载波同步算法极耗FPGA资源的问题,本文在对频偏的捕获上,提出同时利用了9个短前导序列和长前导序列进行估计,并在此基础上采用了鉴频环路的方法,消除了算法中的除法和取模运算.而对于跟踪部分,针对经过捕获阶段以后剩余频偏很小的特性,忽略其幅度的影响,只考虑相位的影响,通过Costas环对符号数据进行剩余频偏和相位的跟踪,降低运算量.最后综合捕获和跟踪进行仿真研究表明在保证性能优越的基础上,达到了降低耗用资源的目的。

摘要： 本发明公开了一种基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法，目的是解决现有SFO和CFO联合估计方法中二维全局搜索导致计算复杂度高，在高SNR时存在错误平层估计精度无法继续收敛的问题。技术方案是先确定SFO的取值范围并将SFO的取值范围变换到变量t的取值范围，使用一阶勒让德多项式逼近

摘要： 本发明公开了一种基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法，目的是解决现有SFO和CFO联合估计方法中二维全局搜索导致计算复杂度高，在高SNR时存在错误平层估计精度无法继续收敛的问题。技术方案是先确定SFO的取值范围并将SFO的取值范围变换到变量t的取值范围，使用一阶勒让德多项式逼近

摘要： 本发明公开了一种基于三维波束形成的联合多普勒频偏和载波频偏的估计方法，其特征是，包括如下步骤：1）在发送端发送训练系列；2）对接收端的接收信号进行三维波束形成分离多普勒频偏；3）根据训练序列的相互关系，建立目标函数；对目标估计函数进行一维搜索，确定最大多普勒频偏和载波频偏。这种方法能同时估计最大多普勒频偏和载波频偏，能提高高移速无线通信系统中载波频偏估计和最大多普勒频偏估计精度。

摘要： 本发明公开了一种大频偏下载波频偏估计的帧结构设计方法，解决现有技术下在低信噪比和大频偏下估计精度不高的问题。其方案是：发送端首先确定初始的等间隔导频分段数，在接收端的频偏粗估计阶段对各段导频做旋转平均周期图；统计得到归一化载波频偏误差值；若误差值满足所需精度要求，则停止分段，确定最终的导频分段数，否则，更新分段数，直到频偏估计阶段的归一化载波频偏误差值达到精度要求；确定最终分段数后，运用等间隔导频周期图的特性确定细估计阶段的搜索范围和搜索步长因子；在此搜索范围内进行最大似然载波频偏估计，得到最终的频偏值。本发明能在大频偏下、低信噪比下获得更好的BER性能，可适用于跳频通信系统中对载波频偏估计。

摘要： 本发明公开了一种低轨卫星多载波通信系统下行链路载波频偏估计与补偿方法，属于卫星通信领域。本发明具体方法为(1)信关站基于星历对下行公共多普勒载波频偏进行估计，并使用下行公共多普勒载波频偏估计值对下行发射信号进行预补偿；(2)用户终端利用下行同步信号或参考信号对下行残余载波频偏进行估计，并使用下行残余载波频偏估计值对下行接收信号进行补偿。利用本发明方法，系统可在用户终端无星历，仅信关站有星历的情况下，以较低的实现复杂度估计并补偿下行链路载波频偏，满足低轨卫星大多普勒载波频偏下多载波通信的解调要求。

摘要： 本发明涉及一载波频偏估计装置及载波频偏估计方法。一接收信号与一段参考信号被施以差分相关计算以产生多个计算结果，且其中振幅最大的M个峰值被找出。每次该M个峰值中的一个峰值做为一候选峰值被输出。数据撷取电路自接收信号中撷取出对应于候选峰值的数据区段，做为一候选数据区段。快速傅立叶转换电路对候选数据区段与参考数据的共轭信号的乘积施以快速傅立叶转换，以得出一候选转换结果。选择电路根据候选转换结果的最高振幅判断是否选择该候选转换结果为一目标转换结果。载波频偏计算电路根据该目标转换结果的最高振幅对应的频率决定载波频偏估计值。

摘要： 本发明公开了一种大频偏条件下单载波频域均衡系统载波频偏估计和补偿方法，通过对接受到的帧头重复序列进行相关运算，获得初略的频偏估计值，并利用估计到的频偏估计值对信号进行开环补偿处理；频偏补偿后的信号，经过均衡等处理后得到解调星座图，通过对星座图旋转相位的计算，得到精细频偏估计值，并将此估计值反馈到均衡器部分，进行闭环补偿，从而完成对信号频偏的估计和补偿处理。本发明具有估计频偏范围大，频偏补偿精度高，算法复杂度适中等特点，特别适用于大频偏环境下的单载波频域均衡通信系统应用。

摘要： 本发明公开了一种大频偏下载波频偏估计的帧结构设计方法，解决现有技术下在低信噪比和大频偏下估计精度不高的问题。其方案是：发送端首先确定初始的等间隔导频分段数，在接收端的频偏粗估计阶段对各段导频做旋转平均周期图；统计得到归一化载波频偏误差值；若误差值满足所需精度要求，则停止分段，确定最终的导频分段数，否则，更新分段数，直到频偏估计阶段的归一化载波频偏误差值达到精度要求；确定最终分段数后，运用等间隔导频周期图的特性确定细估计阶段的搜索范围和搜索步长因子；在此搜索范围内进行最大似然载波频偏估计，得到最终的频偏值。本发明能在大频偏下、低信噪比下获得更好的BER性能，可适用于跳频通信系统中对载波频偏估计。

摘要： 本发明公开了一种基于三维波束形成的联合多普勒频偏和载波频偏的估计方法，其特征是，包括如下步骤：1）在发送端发送训练系列；2）对接收端的接收信号进行三维波束形成分离多普勒频偏；3）根据训练序列的相互关系，建立目标函数；对目标估计函数进行一维搜索，确定最大多普勒频偏和载波频偏。这种方法能同时估计最大多普勒频偏和载波频偏，能提高高移速无线通信系统中载波频偏估计和最大多普勒频偏估计精度。

摘要： 本发明公开了一种基于零号子载波相位拟合的载波频偏估计方法，包括以下步骤：S1、根据自定义函数确定发送间隔控制Wi‑Fi信号发送端发送Wi‑Fi帧，得到每个Wi‑Fi帧的CSI数据；S2、通过Wi‑Fi信号接收端对每个Wi‑Fi帧的CSI数据的相位数据插值，计算相邻帧的相位差序列；S3、通过Wi‑Fi信号接收端通过自定义函数重构Wi‑Fi信号发送端的发送时间序列；S4、根据发送时间序列进行一阶线性拟合，完成载波频偏估计。本发明通过零号子载波的使用规避了CSI中其他误差因素的影响，通过非等间隔发送策略规避了CFO多候选值问题，最终实现了基于CSI的CFO精确估计。