Complex efficient carrier frequency offset estimation algorithm in OFDM systems

A new carrier frequency offset estimation scheme in the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system is proposed. The proposed algorithm is an extension of the Michele Morelli (M&M) algorithm. By dividing one training symbol into L>1 identical small blocks, the carrier frequency offset estimation range up to /spl plusmn/L/2 times subcarrier spacing can be obtained. The proposed algorithm can utilize the correlativity among all small blocks of a training symbol more sufficiently than the M&M algorithm, and thus it is more accurate and robust. Without increasing the estimation errors, the computational complexity of the proposed algorithm can be further reduced by increasing parameters H/sub l/ and H/sub h/ with a positive value simultaneously.     

基于OFDM无线通信系统的线性回归频偏估计算法

为了适应 60 GHz新型 WiFi 对频偏同步的要求, 提出了一种基于 IEEE802.11ad - 2012 修正案系统 的 线性回归频偏估计 (LROE)算法 。 算法将接收到的前导序列与本地序列进行互相关运 算,然后提取 互相关 值的 相位角进行线性回归计算 , 估计出频偏值。 从理论 推导了算法在高斯信道和多径信道下 的 抗噪声 和 抗多径 性能。 在 多径 信道仿真中, 本算法 的频偏 估计精度优于传统自相关算法 3个 数量级, 满足了系统 对高精度频偏估计的要求。 在全系统仿真中,对比研究了本算法和自相关算法对系统 误比特率(BER)性能 的影响, 并与无频偏对照组仿真进行对比。 LROE 算法的 BER 明显优于自相关算法。 仿真研究表明, LROE 算法基 本消除了频偏对系统BER的影响, 其性能 达到了无频偏 系统 的效果 ,达到了 60GHz 系统对频偏同步的 要求。     

基于最大似然算法的OFDM频偏估计研究

由于OFDM的高频谱利用率和传输可靠性均是以子载波间的正交性为基础的,因此对OFDM符号的频率偏差进行有效的估计和补偿具有非常重要的意义。由于多载波系统几乎都采用插入循环前缀的方法来消除符号间干扰,引入循环前缀后,每对间隔为N的样值之间具有相关性,因此利用循环前缀所携带的信息,采用最大似然估计方法进行频率偏差的估计,最后通过Monte Carlo方法对其进行了仿真验证,结果显示估计频偏与实际频偏的偏差很小。     

Propagator based closed-form blind carrier frequency offset estimation for OFDM systems

Most of the blind Orthogonal Frequency Division Multiplexing （OFDM） Carrier Frequency Offset （CFO） estimators necessitate large number of samples to ensure the estimation accuracy. However, the number of samples can not be selected too large because of the carrier offset drift. In this letter, a new closed form algorithm for blind OFDM CFO estimation in frequency-selective channel is proposed. This method utilizes the propagator obtained from data matrix and the diagonal loading technique, thus it has better performance even only using one or two OFDM blocks. Furthermore, the range of the CFO estimation which can be handled is overall transmission spectral. Simulation results confirm its effectiveness.     

PN序列分布的空子载波OFDM频偏估计算法研究

频偏同步是正交频分复用系统中的一项关键技术。论文提出了一种通过计算PN序列分布的空子载波功率值进行频偏估计的方法,克服了在传统空子载波法中,受信道频域响应的零点影响所导致的频偏估计错误。该方法利用了PN序列良好的相关性,整数倍频偏部分采取子载波位置序列互相关计算,小数倍频偏采用最陡下降法迭代计算。所计算的代价函数不会产生多个最小值,同时不会在全频域内搜索,大幅降低了运算量。仿真实验表明:与基于循环前缀的最大似然估计相比,提高了同步精度和频偏估计范围,验证了所提方法的有效性。     

SNR estimation algorithm based on the preamble for OFDM systems in frequency selective channels

We propose a new SNR estimation method based on the preamble for OFDM systems in frequency selective channels. The OFDM training symbols in the preamble are equalized by the known data in frequency domain and employed to estimate the noise variance. The second order moments of the received symbols are used to estimate the signal plus noise power in the OFDM packets. The SNRs on the subchannels and the average SNR of the packets can all be estimated. Simulation results show that the proposed method is robust to frequency selectivity in wireless channels, and its performance is considerably improved compared with the available methods.     

Blind estimation of OFDM carrier frequency offset via oversampling

Blind deterministic estimation of the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) frequency offset via oversampling is proposed in this paper. This method utilizes the intrinsic phase shift of neighboring sample points incurred by the frequency offset that is common among all subcarriers. The proposed method is data efficient - it requires only a single OFDM symbol to achieve reliable estimation, hence making it more suitable to systems with stringent delay requirement and mobility-induced channel variation. The proposed scheme is devised to perfectly retrieve frequency offset in the absence of noise. Quite remarkably, we show that in the presence of channel noise, this intuitive scheme is indeed the maximum likelihood estimate of the carrier frequency offset. The possible presence of virtual carriers are also accommodated in the system model, and some interesting observations are obtained. The Cramer-Rao lower bound is derived for the oversampling-based signal model, and we show through numerical simulation that the proposed algorithm is efficient. Practical issues such as identifiability, the front-end filter bandwidth, and the possible presence of correlated noises are also carefully addressed.     

A frequency offset estimation algorithm for OFDM systems

A new fine carrier frequency offset estimation algorithm in Orthogonal Frequency Division Multiplexing （OFDM） system is proposed. The correlation item is the training sequence instead of the received signal in the new algorithm. Simulation results show that the performance of the new algorithm is 4dB-9dB better than that of Schmidl＇s algorithm. Coarse frequency offset estimation is also discussed in this paper, which is the improvement of Zhang＇s method. The estimation range using the improvement method is twice as that using the Zhang＇s method. Based on the hardware of the receiver and the improved algorithm, a method using Fast Fourier Transform （FFT） is proposed to implement the coarse frequency estimation. The chip area of OFDM system can be reduced by using the proposed method.     

低复杂度的OFDM粗频偏估计算法

提出了一种低复杂度的OFDM粗频偏估计方法,这种方法综合利用单个OFDM训练符号中的相位信息和幅度信息,先通过一个能量滑动窗进行频偏搜索确定可能发生的频偏,然后再根据符号相位相关性进行判断。仿真结果表明,本算法在多径衰落信道下,与传统算法性能保持相当的同时具有运算量小的优点。     

一种循环前缀为PN序列的OFDM信道估计算法

与传统的正交频分复用（OFDM）频域信道估计方法不同，提出了一种循环前缀为PN序列的OFDM信道估计方法：在时域OFDM符号中不插入传统意义上的循环前缀，而是插入PN序列作为训练序列，将PN序列与对应的接收序列作圆周相关处理获得信道频率响应估计；而由于PN序列周期性出现，它也起到了循环前缀的作用。仿真结果表明：在多径瑞利衰落信道中，在相同信噪比和相同信道利用率的条件下，提出的算法比频域梳状导频插入的时域滤波算法具有更高的信道估计精度。     

基于训练序列和LMS的频偏估计算法

针对高速相干光通信接收系统中的频偏估计算法进行研究,分析传统的四次方频偏估计算法性能不好的影响因素,提出一种基于训练序列和最小均方算法(Least Mean Square,LMS)的频偏估计算法。利用已知训练序列移除信号中的调制相位后,采用LMS算法消除高斯白噪声的影响,得到频偏导致的相位偏移,最后计算得到频偏估计值。仿真结果表明,该算法能够快速准确跟踪频偏,而且与传统的四次方频偏估计算法相比,占用资源更少而且拥有更大的频偏估计范围。     

基于遗传算法的OFDM高精度盲频偏估计器

针对正交频分复用系统频偏估计问题,提出了一种基于遗传算法的高精度盲频偏估计器。该算法首先将带载波间干扰的正交频分复用系统视为正交码分多址接入系统,将载波间干扰系数视为码分多址接入系统的扩频码,利用估计的载波频偏构造扩频码,进而重建接收信号;然后利用重建信号跟实际接收信号最小重建误差原则构造了盲频偏估计的代价函数,并设计了对应于遗传算法的适应度函数;最后利用遗传算法强大的并行搜索和全局寻优能力,通过最小化代价函数求得最佳频偏估值。仿真结果表明,所提算法具有较高的估计精度,低信噪比下性能显著,有效降低了时间复杂度,且不受频偏估计范围和信号调制类型的限制。     

一种高效的TD-LTE系统频偏估计改进算法

鉴于TD- LTE系统下行同步过程中频偏估计模块的重要性,提出了一种利用旋转因子校正的改进方法,在时域联合估计小数频偏和整数频偏,对接收信号在有限频偏范围内进行频偏补偿后做相关,根据相关能量峰值确定频偏大小.仿真结果表明,该算法无论是在可靠性还是在复杂度的降低上较常规算法都有很大提高,具有一定的参考价值.     

OFDM系统中一种新型盲载波频偏估计

正交频分复用(OFDM)是一种能够有效地抗频率选择性衰落的技术。由于载波频偏的存在会引起载波间干扰,导致系统性能的严重下降。在分析载波频偏对系统影响的基础上,提出了一种联合译码的新型盲频偏估计算法。该算法只需要一个OFDM符号,将BICM译码的硬判决反馈信息作为虚拟训练序列,利用该反馈信号与接收信号的相关性进行频偏估计。通过BICM迭代译码,更新译码反馈信息,提高频偏估计精度。仿真结果表明,提出的算法经过3次迭代,可以有效地进行频偏估计。     

一种LTE系统中基于循环前缀的载波频偏估计方法

无线信道环境下由于多普勒频移以及发送和接收端晶振频率的偏差造成的载波频偏导致LTE系统子载波间的干扰,影响数据的正确解调。本文提出了一种LTE系统中基于循环前缀的载波频偏估计方法,通过设定相关窗以调整数据相关位置,提高频偏估计的精度,同时通过累加一定符号的相关数据来平滑频偏调整值,通过对算法的性能进行分析和比较,本文提出的算法能获得对于加快载波频偏估计收敛速度和平滑频偏估计值,减小估计增益上有一定作用。同时通过设定相关窗还能够减小由于无线信道的多径传播带来的符号间干扰。     

基于导频的MC-DS-CDMA系统载波频偏估计

针对多载波直扩码分多址(MC-DS-CDMA)系统上行链路提出一种基于导频的多用户载波频偏估计算法:利用频偏向量的低通特性设计了一种新的梳状导频传输方案,从而在接收端的各用户的导频子载波上近似获得单用户信号,利用相位角平均法对该信号前后相邻两项的商的幅角取平均值,得到了效果较好的多载波频偏估计值;并进一步采用了傅立叶变换法来进行多载波频偏估计,提高了算法的抗干扰性能.仿真实验结果表明:相位角平均法在用户数较少(<3)和信噪比较高(>15dB)时的频偏估计误差均值能达到1%以下;而傅立叶变换法在多用户情形和较低信噪比(<5dB)下对较大归一化频偏范围(-0.5,0.5)内的频偏估计误差均值仍能保持在0.1%.提出的算法适合于在频率选择性衰落的慢变信道中对细频偏进行估计.     

基于前导码的WLAN 802.11b频偏估计算法

本文针对频偏估计算法估值范围与估值精度难以两全的矛盾提出分两步进行的纯数字频偏估计算法.第一步是不需要辅助数据的粗频偏估计,第二步则是基于辅助数据的细频偏估计.理论与仿真结果表明该算法具有估值范围大﹑精度准的优点,并且计算量小,非常适用于高速突发的现代数字通信系统.     

一种高效的OFDM载波频偏盲估计方法

针对正交频分复用（OFDM）系统,提出了一种低复杂度、高性能的载波频偏盲估计 方法。该方法充分利用载波频偏估计代价函数在一定区间内的单谷特性,采用黄金分割法搜 索载波频偏估计代价函数极值,从而大大降低其计算复杂度。最后对该方法和Tureli′s MU SIC-like(TML)载波频偏估计方法在加性高斯白噪声信道和多径信道环境下进行了仿真,结 果表明, 在同等条件下该方法的计算复杂度大大低于TML载波频偏估计方法。