用于MIMO OFDM系统的定时同步算法

提出了一种用于多输入多输出正交频分复用(MIMO OFDM)系统的定时同步算法,算法利用恒幅零自相关码(CAZAC)的自相关特性及自反特性生成用于定时同步的训练序列,在接收端采用对称相关器计算接收信号相关值以确定定时位置.仿真结果表明,本算法无论是在集中式MIMO系统或是分布式MIMO系统中都能有效地进行定时同步,尤其是用于分布式系统时,新算法较传统算法能更有效地估计出天线间的延时.

基于CAZAC序列的OFDM时频同步算法

针对Schmidl和Minn算法存在符号定时和频率同步精度不高,频率同步运算量大的缺点,提出一种新的基于CAZAC序列的OFDM同步算法。算法利用2个相同的CAZAC序列作为一个训练符号,并对第二个序列用CAZAC序列进行加权,在接收端利用训练符号所包含数据的重复性和CAZAC序列的相关性,进行符号定时同步;然后利用CAZAC序列具有的时域移位特性进行整数倍频偏估计。算法在时域完成,因运算量较小。仿真结果表明,新算法克服了Schmidl和Minn算法的缺点,在AWGN和多径信道下,均能精确同步并进行较大范围的频偏估计。特别是在信噪比较低时采用该算法能实现更准确的同步。

一种新的低/零自相关边峰训练序列设计方法

PN序列因其优良的自相关性而被广泛应用.然而,PN序列因其自相关函数存在众多边峰、序列长度必须为2m-1(m∈Z)等而影响了其实用价值.本文提出了通过巴克码/正交巴克码/超巴克码与PN序列组合构造一种新的命名为低/零自相关(LZA)训练序列的设计方法.仿真证明:该法产生的LZA训练序列具有长度可以任意确定、除零时延处外该序列均有低/零自相关值、产生时所需储存容量和电路单元小、保密性高等优点.与众所周知的PN序列相比,LZA序列弥补了训练序列的不足,具有较高的理论意义和实用价值.

CAZAC改进帧同步检测方案

提出了一种基于CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)的改进帧同步检测方案。首先,利用CAZAC序列作为短训练序列来改变IEEE802.11a系统标准前导结构,并增加用于粗频偏估计的短训练序列个数;其次,在使用延时相关帧检测的基础上,结合短训练序列的互相关信息共同完成帧同步检测。由于CAZAC序列良好的自身特性以及互相关信息的辅助,使得帧同步检测更加准确,粗频偏估计的性能也有所提高,大频偏下仍得到稳定的性能。仿真结果显示,在多径时延为100ns,频偏为200kHz时,与传统方法比较能得到约2dB的增益。

OFDM定时和频率同步改进算法

在OFDM系统算法中,针对Minn算法存在符号定时和频率同步精度不高,定时模糊等问题,提出了一种OFDM改进同步算法。改进算法依照Minn算法原有的序列pattern,用ZC序列作为新的训练序列,并多次进行相关得以提高精度,最后给出了新的定时尺度函数和频偏估计函数。由于ZC序列具有相关蜂尖锐和零旁瓣的特点,使得系统的同步定时估计和频率估计更加精准。理论分析和仿真结果表明,改进算法的定时尺度非常尖锐,频偏估计的均方误差较低。

基于交织技术的非对称零相关区序列偶集构造

为了抑制或者消除准同步码分多址(QS-CDMA)通信系统的多址干扰(MAI)、多径干扰(MI)以及邻小区干扰,该文提出一类非对称零相关区(A-ZCZ)序列偶集的构造方法。基于给定的最佳自相关序列偶,运用交织操作,成功设计一类非对称零相关区序列偶集。新集合的每个子集均是零相关区序列偶集,且不同子集的序列偶间的互相关函数(CCF)具有更大的零互相关区(ZCCZ)。同时,该文提出的构造方法可以根据系统要求灵活地选择子集的零相关区宽度。

最佳及几乎最佳高斯整数ZCZ序列集的构造

高斯整数零相关区(ZCZ)序列集作为准同步码分多址(QS-CDMA)系统的地址序列不仅能抑制系统的多径干扰(MAI)和多址干扰(MPI),而且为系统提供高传输码率和高的频谱利用率,但目前这种地址序列的构造结果还较少,针对此问题本文提出了一种利用过滤操作构造高斯整数ZCZ序列集和完美高斯整数序列的方法.基于完美序列和周期ZCZ序列集本文获得了最佳或几乎最佳的高斯整数ZCZ序列集,同时基于完美序列构造了周期为奇数和偶数的完美高斯整数序列.本文的构造结果为高速QS-CDMA系统提供了更多的地址选择空间.

基于分布式UFMC⁃MIMO系统的同步算法

在分布式多输入多输出(Multiple⁃Input Multiple⁃Output,MIMO)系统中,各发射天线与接收天线之间的信道相互独立,增加了信号同步处理的难度。5G候选波形中通用滤波多载波(UFMC)在与MIMO结合后,获取准确的时频同步相当重要。文中针对分布式UFMC⁃MIMO系统,利用恒包络零自相关(CAZAC)序列设计合适的训练结构完成系统时频同步。该训练序列包含重复结构和共轭结构两部分,除了能进行时偏估计外,还能完成小数倍频偏与整数倍频偏估计,提高了时频估计的准确度。文中选择2×2规模的分布式UFMC⁃MIMO系统进行仿真。由仿真结果可知,通过该同步算法能够准确获取时频估计,在时域进行补偿后能明显提高系统性能。

小电流接地电网故障选线方法的研究

针对我国35 kV及以下配电网小电流接地系统发生单相接地时,健全线路与故障线路暂态零序电流相差不大,影响了选线的精度等状况,设计了一种数字滤波器。它可提取零序电流的纯故障分量,对数据进行相关分析,结合变电站自动化母线绝缘监视装置以及自动重合闸装置,选出故障线路。通过理论分析和Matlab实验仿真表明,这种选线方法,其准确性、可靠性有明显提高。

MIMO OFDM系统联合时频同步算法

为了解决多输入多输入多输出(Multiple imput multiple output,MIMO)正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统的时间和频率偏移估计问题,提出了一种基于恒幅零自相关(Constant amplitude zero auto correlation,CAZAC)序列的联合时频同步算法。同步前导包括两个相同长度的训练符号。在接收端,分别计算两个本地训练序列与接收信号的互相关,利用CAZAC序列的特性可以检测出所有收发天线对之间的时间偏移和整数频率偏移;然后对接收信号进行整数频偏补偿,利用两个训练符号之间的关系可以估计出小数频率偏移。分析和仿真结果表明,该算法与传统的同步算法相比,不但具有更高的同步概率,而且能够估计出所有收发天线对之间的频率偏移。

改进CAZAC序列的OFDM时频同步算法

针对先前一些算法存在定时模糊以及存在较大干扰峰干扰的问题,提出了一种基于加权CAZAC序列的OFDM系统同步方案。利用训练序列共轭对称特性进行符号定时和频偏估计。利用训练序列延迟相关和对称相关的特点进行定时和粗频偏估计,能够有效抑制干扰从而得到更好的估计性能。利用循环前缀的冗余信息进行小数倍频偏精细估计。此外分析了整数倍频偏对时域CAZAC序列的影响。采用时域循环移位进行整数倍频偏估计。通过与其他算法的仿真对比可以得出,多径衰落信道下所提算法能够取得较高的定时准确率和频偏估计精度。

一种基于前导序列的OFDM信息调制技术

OFDM系统中的前导序列通常被设计用于接收端的定时同步和频偏估计,并不包含任何有效的比特信息。在前导序列中调制比特信息的设计方式一定程度上能够提升通信系统的频谱效率,并拓展了前导设计的功能。通过对CAZAC序列进行相位旋转和循环移位处理,提出了一种新的在前导序列设计中嵌入信息数据的方案。调制信息后的CAZAC序列仍具有恒包络特性和良好的周期自相关性,并设计了相应的时频同步算法和信息提取方法。相比已有方案,所提的前导设计方式在不影响定时同步和频偏估计性能的情况下,提高了信息承载能力。分析与仿真结果表明,对于相同长度的前导序列,所提方案在信息承载量和传输可靠性方面均优于现有方法,同时可以取得较好的定时同步与频偏估计性能。

CAZAC序列的OFDM改进同步算法

利用CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)序列良好的特性,通过改变IEEE 802.11a系统标准前导结构,重新设计了用于分组检测的短训练序列,并提出新的分组检测算法。新算法避免了分组检测训练序列与结构中的其他重复短训练之间的相关干扰,同时增加了用于粗频率同步的短训练序列的个数,因此增加了粗频率同步的准确度,但不改变整个前导符号序列的个数,也没有增加算法的复杂度。在突发模式下,使用瑞利时延多径衰减信道进行仿真,与传统方法比较能得到4dB的增益。

基于导频的宽带无线通信系统下行链路参考符号设计

设计一种用于宽带无线通信系统下行链路的参考符号,该符号由PN码、OVSF码和GCL/CAZAC序列组合而成.仿真结果表明,采用该参考符号实现的导频能够很好地抑制扇区间和小区间的同频干扰,有效降低系统的误码率和误块率,提高了系统的吞吐量.

一种基于加权CAZAC序列的OFDM系统同步方法

针对突发分组模式的OFDM传输系统,提出了一种基于加权CAZAC序列的OFDM系统同步方案,在时域实现了符号定时和频偏估计。仿真结果显示定时精确稳定,频偏估计范围大、均方差小,在低信噪比和量化后表现优异,减小了硬件设计的复杂性。

基于CHU序列的低复杂度OFDMA小区搜索

提出了正交频分多址接入(OFDMA)下行链路中的一种基于 CHU 序列的小区搜索发送结构和检测算法。与传统的小区搜索方法相比,这种新型方案在保证性能的前提下,能够有效降低计算复杂度和提高检测效率。从仿真结果可以发现,这种优化的小区搜索发送结构和检测算法有效增强了用户的小区搜索性能,特别是当用户处于小区边缘时,性能提升更为明显。并提出了两种基于新型小区搜索方案的大范围小区搜索方式,其中的级联搜索方法不但在小区各个位置上体现了鲁棒性,并能够在较低的复杂度下有效扩展小区的搜索范围。

基于CAZAC序列调制HFM信号的多用户水声通信方法

针对水声信道时变、频变、强噪声及可用频带资源有限的特点,提出一种水下多用户通信方法。通过分析研究恒包络零自相关(Const Amplitude Zero Auto-Corelation,CAZAC)序列信号、双曲调频(Hyperbolic Frequency Modulated,HFM)信号在水声信道下的扩展特性,设计一种采用CAZAC序列调制HFM信号的多用户水声通信方法。该方法不需前导信号,在同一频带内可实现对多个水声通信用户的识别及通信,且接收端通过相关检测处理具有优良的抗多途、抗多普勒频移特性。对8个用户在典型的水声信道多途模型下进行了仿真,结果表明该方法在水下平台相对运动3 m·s^(-1)、信噪比5 dB的条件下能够实现对多个用户的可靠水声通信。

Frequency Synchronization in OFDM System

An accurate frequency synchronization method using the zadoff-chu (ZC) constant envelop preamble is analyzed, and a new preamble weighted by pseudo-noise sequence is used for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. Using this method, frequency offset estimator range is greatly enlarged with no loss in accuracy. The range of the frequency estimation is ±30 of subcarrier spacing using ZC sequence as preamble. Simulations in the MATLAB for an AWGN channel show that the proposed method achieves superior performance to existing techniques in terms of frequency accuracy and range.

一种降低OFDM系统峰均比的循环反馈SLM方法

在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统中,若各支路在同一相位上叠加会带来幅值的叠加从而产生大的峰均比(peak to average power ratio,PAPR)。选择性映射方法是一种有效降低正交频分复用系统峰均比的方法,对传统的选择性映射方法做了改进,提出了一种新的循环反馈选择性映射算法。在该算法中,采用了若干ZC(Zandoff-Chu)序列作为初始的相位旋转矢量,对于传统选择性映射方法中的每个子块不再固定其相位矢量,而是根据峰均比比较结果的反馈做出相应的相位矢量调整。通过在AWGN(additive white Gaussian noise)信道环境进行仿真,进一步分析加入循环反馈选择性映射算法的OFDM系统和传统OFDM系统。仿真结果表明,提出的加入循环反馈选择性映射算法可有效地降低峰均比并改善接收端的比特误码率(bit error rate,BER)性能。

基于ES-CAZAC序列的CO-OFDM系统定时同步算法

针对传统基于复伪噪声(PN)序列的定时同步算法在相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中存在定时度量函数模糊和峰均功率比(PAPR)高的问题,提出了基于偶对称恒振幅零相关(ESCAZAC,even symmetry constant amplitude zero auto-correlation)序列的定时同步算法。改进算法训练序列包含两部分,并将这两部分看作两个窗口,利用偶数长度的CAZAC序列具有偶对称特性分别计算两个窗口的相关度,通过两个窗口同时得到最大相关度来确定正确定时点。分别在高斯白噪声信道和10Gbit/s的CO-OFDM系统上进行仿真。结果表明,改进算法在不增加算法复杂度的情况下,能得到十分尖锐的定时度量函数,并且几乎没有旁瓣的干扰。在CO-OFDM系统下,改进算法的旁瓣模糊度较Park算法减少26.7%,在色散常数较大的情况下定时均方误差(MSE)仍在10-5左右,定时精准。同时,ES-CAZAC训练序列具有理想的PAPR值。