航空OFDM数据链联合同步新算法
一种基于训练序列的OFDM联合同步新算法
ｅ ｓ ｉｍａ ｔ ｉ ｔ ｏｎ．
Ｋｅ ｙＷ ｏ ｒ ｄ ｓ ：ｏ ｆ ｄ ｎ ；ｐ ｉ ｌ ｉ ｏ ｔ ｓ ｙ ｍｂ ｏ ｌ ；ｔ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ￣ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ；Ｓ ｃ ｈ ｍｉ ￣＆ Ｃ ｏ ｘ ａ ｌ ｏｒ ｇ ｉ ｈｍ ｔ
ｏ ｈｅ ｔ ｒ ｗ ｉ ｓ ｅ ｉ ｔ ｗ ｉ ｌ ｌ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｉ Ｓ Ｉ ，ｓ ｅ ｉ ｒ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｈｅ ｔ ＯＦ ＤＭ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ． Ａ ｎ ｅ ｗ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｐ ｉ ｌ ｏ ｔ ｓ ｙ ｍｂ ｏ ｌ ｉ ｎ ＯＦ Ｄ Ｍ ｓ ｙ ｓ ｅ ｔ ｍ ｉ ｓ ｅ ｎ， ｂ ｙ ｓ ｉ ｍｄａ ｄ ｏ ｎ，
１ ． 引 言 估计： 源自Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 是一 种特 殊 的多载 波传 输技 术 ，它 将一个较宽 的传输 带宽分割成互相正交 的多个 子载波用于并行传 输数据 。Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 技术 以其强的 抗多径传播性能和 高的频谱利用率在无 线通 信 中得到 了深入研 究和广泛应用 ，是首选 的宽带 高速传输技 术，具有广 阔的应 用前景 。０ Ｆ Ｄ Ｍ 系统对定时和频率 偏移敏感 ，特别是 实际应 用 中可能与Ｆ Ｄ Ｍ Ａ 、Ｔ Ｄ 姒和ｃ Ｄ Ｍ Ａ 等多址方式 结合 使 用时，时域和频率 同步显得尤为重要 。Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 同 步方法可分为数据 辅助 的 同步方法和盲 同步方 法 。本文在 介绍一种基 于数 据辅助 的经 典算 法Ｓ ｃ ｈ ｍ ｉ ｄ ｌ ＆ Ｃ ｏ ｘ 的基 础上 ，提 出了一种改进 算 法。通 过仿 真，得 出新算法 的良好估计性能 。 ２ ． Ｓ ｃ ｈ ｍ ｉ ｄ ｌ ＆ Ｃ ｏ ｘ 时频联合 同步算法 Ｓ ｃ ｈ ｍ ｉ ｄ ｌ 及Ｃ ｏ ｘ 提出 了一种基 于训练 符号的 时频联合 同步算法 ，在 这种 同步算法 中，训 练序列选取两个Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 符号 ，第一个符 号用于符 号定时 同步 以及 小数倍频偏的估计 ；第 二个 符 号用于整数倍频偏 的估计 。
无线通信中OFDM技术及同步问题的研究
通讯技术Digital Space P .53无线通信中OFDM 技术及同步问题的研究陈玉章 黑龙江省机场管理集团有限公司摘要：随着信息技术的发展，无线通信技术也得到了飞速的发展，人们日常通信时时刻刻都离不开无线通信。
OFDM 技术是目前无线通信中应用十分广泛的一种多载波调制技术，以其优越的性能称为了4G 通信中的核心技术之一。
本文针对无线通信中OFDM 技术以及其中的同步问题进行了研究，并对同步算法进行了较为详细的分析，为无线通信领域的发展具有一定的借鉴作用。
关键词：无线通信技术 OFDM 技术 多载波调制技术 同步问题引言：OFDM 技术即正交频分复用技术是目前无线通信领域应用最广泛的技术之一，它具有高频谱利用率并且抗多径性能好等诸多优点，因此适用于无线通信中高速信息流的传输。
目前，在手机通信、局域网通信以及HDTV 等多个领域都应用了OFDM 技术，因此对于OFDM 技术的研究具有重要意义。
OFDM 技术具有诸多优点的同时，存在对同步误差敏感的问题，因此，对OFDM 技术的研究离不开对同步技术的研究。
1 OFDM 技术的概述OFDM 技术从根本上来讲是一种多载波调制技术，它通过相互正交的子载波来传输信息，具有较高的频谱利用率和较好的抗干扰性能。
应用OFDM 技术进行信号的调制时，首先使高速的串行信号经过串并转换器转换为低速的并行信号，并将其调制到相互正交的各个子载波上，作为发送信号发送到信道中。
从时域上来看，OFDM 信号在传输时为多个并行的低速信息流，因此可以使每个信息码元的持续时间增长，这就使得信号的抗多径时延性能增强。
并且通过在OFDM 数据信号前插入循环前缀，可以进一步抵抗多径效应的干扰，保证子载波之间的正交性不被破坏。
从频域上来看，OFDM 技术的各个子信道相互正交，与整个信号带宽相比，各个子信道带宽较小，使信号在各个子信道上实现窄带传输，有效抑制了频率选择性干扰。
2 同步问题分析OFDM 技术具有许多传统无线通信技术所不具备的优点，但同时也存在对同步误差敏感等缺陷，因此，研究OFDM 技术离不开对其中同步技术的分析。
数据辅助的OFDM联合同步算法
频偏 。
图 １ ＯＦ ＤＭ系 统 框 图
在Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ系统 中 ， 由于 多普勒频 移 以及收发 两端 晶
２２ Ｐ ｒ 算法 改进 ． ａｋ
振 不匹配 而导致 两端 载波 存在 频差 ， 需进 行载 波 同步 。
其对载波频率偏移要 比单 载波更为敏感 ， 当系统中存 在
载 波 频 偏 时 ， Ｆ Ｍ 系 统性 能 会 迅 速 恶 化 。 因 此 ， Ｆ Ｍ Ｏ Ｄ ＯＤ
上述文献 中的同步算法仅仅考虑了载波 同步与符号
同步 ， 并未考虑采样频率 同步 ， 采样频率 同步偏差也会破
坏各个 子载波之间的正交性 ， 来信 噪 比的损失 。文献 带
ａ ｅ ｘ ｒ ｃｅ ， ｔ ｅ ｔ ｅ ｓ ｍｐ ｉ ｇ ｒ ｑ ｅ ｃ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉ ｔ ｎ ｉ ａ ｃ ｍｐ ｉｈ ｄ ｙ ｃ ｍｐ ｒ ｇ ｈ ｎ ｍｂ ｒ ｆ ａ ｌ ｇ ｏ ｎｓ ｒ ｅ ｔａ ｔ ｄ ｈ ｎ ｈ ａ ｌ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｉ ｓ ｃ ｏ ｌ ｅ ｂ ｏ ａ ｎ ｔ ｅ ｕ ｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｐ ｉ ｔ ｎ ａｏ ｓ ｉ ｎ
ｆ ｓｅ ｓ ｎｃ ｏ ｎ ｚ ｔｏ ｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ． ａ ｔｒ ｙ ｈｒ ｉａ ｉｎ ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ
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OFDM系统中同步偏差的联合估计算法
ｉ ｎ ｏＦＤＭ ｙ ｔ ｍ Ｓ ｓｅ
ＬＩＫａ， ｕ ｙ ｎ ＺＨＯＵ ｕ ， ｎ ＲＥＮ ｕ － ａ ｉＬＩＭ －ｕａ ， Ｊ ｎ ＹＥ Ｆａ ， Ｊ ｎｙ ｎ
（ ｔｔ Ｋｅ ａ ｆ Ｉ Ｓ ａ ｙＬ ｂｏ ＡＳ Ｃ＆ Ｓ ｓ ｍｓ Ｆ ｄ ｎＵｎ ｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ３ Ｃｈｎ ） ｅ ｙ ｔ ， ｕ ａ ｉｅ ｓ ｙ Ｓ ａ ｇ ａ ２ １ ０ ， ｉａ ｅ ｔ
的频 域数据为 ：
Ｙ ｉ
．
＝
Ｘ Ｈ ｘ（ ￣（ ￣ Ⅳ Ｆ ）Ⅳ ｍ 啦ｅｐ ２ｋｎ ＋ ｏ Ｍ／ ） ｊ ｏ Ｄ
（ ９ ）
接收到的第 个 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ符号的第 ， ｚ 个采样点的值 Ｓ 为： ｉ
基金项 目： 国家科技 重大专项基金 资助项 Ｉ ２０Ｚ ００６０７２０ ￣ ０９ Ｘ ３０—０，０９ １ （
Ｚ ３ ０ —０ ） Ｘ０ ０ ６０ ９
作者简介： 李 凯（９７ ， １８ 一） 男， 硕士研究生， 主研方向： 无线通信
系统 ；李慕 媛 ，学士 ；周
教授
军 ，博士 ；叶
凡 ，讲 师 ；任俊彦 ，
收穰 日期 ：２ １－ —０ Ｅｍ ｉ ９ １７０６＠ｆ ａ． ｕ ｎ ０１ ５１ ０ － ａｌ ２０２００ ｕｎ ｅ ． ：０ ｄ ｄｃ
基于USRP平台地空信道下OFDMOQAM系统同步算法
基于USRP平台地空信道下OFDMOQAM系统同步算法OFDM（正交频分复用）是一种多载波调制技术，其应用广泛，尤其在无线通信领域中被广泛采用。
OFDM系统在无线通信中具有抗多径衰落、高频谱利用率等优点。
然而，由于地空信道的特殊性，OFDM系统在地空信道下的同步算法需要进行优化。
在地空信道下，由于传播路径的多样性，导致多径信号到达接收机的时间延迟和相位扭曲。
因此，OFDM系统需要使用同步算法来解决这个问题。
下面将介绍一种基于USRP平台的地空信道下OFDMOQAM系统的同步算法。
首先，OFDM系统中的同步主要分为时间同步和频率同步两个部分。
时间同步是为了校准接收机的时钟与发送机的时钟，以便正确解调接收信号。
在地空信道下，由于多径效应的存在，导致信号的时间延迟和抖动。
一种常见的时间同步算法是通过接收信号的导频序列来实现。
导频序列是发送机事先插入到OFDM符号中的已知信号。
接收机通过检测导频序列的位置和值，可以估计接收信号的时间延迟，并根据此估计值对接收信号进行补偿。
此外，还可以使用相关性检测等技术来提高时间同步的准确性。
频率同步是为了校准接收机的频率与发送机的频率，以便正确解调接收信号。
在地空信道下，由于多路径效应和多普勒频移的存在，导致信号的频率偏移。
一种常见的频率同步算法是通过估计导频序列的相位差来实现。
接收机可以利用导频序列和估计的时间同步值来估计出接收信号的相位差，并根据此估计值对接收信号进行补偿。
此外，还可以使用最小均方差（LMS）算法或准最小二乘（LS）算法等技术来进一步提高频率同步的性能。
总体而言，基于USRP平台的地空信道下OFDMOQAM系统的同步算法包括时间同步和频率同步两个部分。
时间同步通过检测导频序列的位置和值来估计接收信号的时间延迟，并进行补偿。
频率同步通过估计导频序列的相位差来估计接收信号的频率偏移，并进行补偿。
这些同步算法可以提高OFDMOQAM系统在地空信道下的性能，使其更适应复杂的环境。
新的OFDM系统同步联合算法
Ｋｅ ｒ ｓ ｆ ｑ ｅ ｃ ｙ ｃｒｎｚｔ ｎ ｊ ｉ ｌｏｉ ｍ； Ｏ ＤＭ； ｓｍｂ ｌｓｎ ｈｏ ｉ ｔ ｎ ｖ ｔａ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｕ ｎｙ ｓｎ ｈｏ ｉ ｉ ； ｏ ｔａｇ ｒｈ Ｆ ｅ ａｏ ｎ ｔ ｙ ｏ ｙ ｃｒｎｚ ｉ ； ｉｕ ｌ ａｏ ｒ
ｆｅ ｕ ｎ ｙｏｆｅ ｒ ｂ ｉｅ ｙｕ ｉｇＭ［ ｌｏ ｉ ｍ ａ ｅ ｎｔ ｅｃ ｃｉ ｒｆｘｐ ｏ ｅｔ， ｄｔ ｅｉｔｇａ ｒｑ ｅ ｃ ｒｑ ｅ ｃ ｆｓ ｔ ｅｏ ｔ ｎ ｄｂ ｓｎ Ｌ ａｇ ｒ ａ ａ ｈ ｔ ｂ ｓｄｏ ｙ ｌ ｐ ｅＬ ｒ ｐ ｒ ａ ｅ ｒ ｌ ｅ ｕ ｎ ｙ ｈ ｃ ｙ ｎ ｈ ｎ ｆ
ＬＩ ｎ ． ｉ ｇ ， ＡＮＧ ｅ ．ａ ｇ ， ｉ ． ｎ ａ ｄ Ｚ ｇ ｂｎ Ｗ Ｂｉ Ｗ ｎ ｆ ｎ ＧＥ Ｊａ ｍｉ ｇ ， ｎ ｎ ＨＡＮＧ ｅ ｇ ｈ ａ Ｆ ｎ ．ｕ ２
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【 摘要 】 正交频分复用（ Ｆ 对 Ｏ ＤＭ）， ￣统的 同步算法进行 了研究。提 出了一种基 于循 环前缀扣虚 载波的联合 算法。该算法不 需要辅助数据 ，降低 了系统 冗余度 。该 算法首先根据循 环前缀 的特 点，用ＭＬ 算法 完成符号 同步扣 小数频偏估计；其次根据虚 载波的位置偏移得到整数频偏估 计。仿真表 明 ，该算法能够 实现符号 同步扣大范 围的频偏估计 、计算 复杂度低 、系统 冗余度
MIMO_OFDM系统时频快速同步算法
MIMO_OFDM系统时频快速同步算法MIMO-OFDM（Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统是一种将MIMO和OFDM技术相结合的无线通信系统。
它能够提高系统的数据传输速率和频谱利用率。
然而，由于多天线和多径传输的复杂性，MIMO-OFDM系统在实际应用中需要进行快速的时频同步，以确保有效的数据传输。
MIMO-OFDM系统的时频快速同步算法主要包括以下几个方面：1.载波频率偏移估计：由于传输过程中可能存在的振荡器漂移和多径传输引起的频率偏移等原因，需要在接收端进行频率偏移估计和补偿。
一种常用的方法是使用导频信号，通过导频信号的时域关系进行频率偏移估计。
2.符号定时偏移估计：MIMO-OFDM系统中，符号定时偏移会引起符号间干扰（ISI），从而降低系统的性能。
因此，需要对接收的信号进行精确的符号定时偏移估计和补偿。
常用的方法有最大似然估计和影子匹配滤波器等。
3.通道估计：MIMO-OFDM系统中，每个接收天线对应一个通道，因此需要进行通道估计和补偿。
通道估计的目的是获取接收端天线之间的传输功率和相位差等信息。
常用的方法有导频信号法、最小二乘法和最大似然法等。
4.前导码检测和解码：MIMO-OFDM系统中，前导码在时频域中起到同步和信道估计的作用。
因此，在接收端需要对接收到的前导码进行检测和解码。
常用的方法有相关检测、线性滤波和非线性最小二乘法等。
此外，还有一些高级的时频快速同步算法用于提高系统的性能和稳定性，比如基于机器学习的方法、盲估计方法和协作估计方法等。
总结起来，MIMO-OFDM系统的时频快速同步算法对系统的性能和稳定性具有重要影响。
它能够准确估计和补偿频率偏移、符号定时偏移和通道衰落等问题，从而提高系统的数据传输速率和可靠性。
未来，随着无线通信技术的不断发展，时频快速同步算法也将进一步提高，以适应更加复杂的无线通信环境和应用需求。
OFDM系统载波频率同步算法的研究
在 Ｏ Ｄ 系统 中有 关 同步 的算 法有 两类 ： 类 ＦＭ 一 是非数 据辅 助估 计 ， 是 利用 构 造 信 号 的结 构 （ 它 如
ｇ ｏ ｎ ｉｆ ｄ ｎ ａ ａ ｌｔ ｎ ｔｈ ｓｂ ｉ ｈ ｒ ｓ ｃｓ Ｈｏ ｖ ｒ ｏ ｄ ａ ｔ—ａ ｉ ｇ ｃ ｐ ｂｉ ｙａ ｄ ｉ ａ ｒｇ ｔｐ ｏ ｐｅ ｔ． ｉ ｗｅ ｅ ，ＯＦＤＭ ｓｖ ｒ ｅ ｓｔｖ ｏ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａｉｎ ｅｒ ｒ ｉ ｅ ｙ ｓ ｎ ｉｉｅｔ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔｏ ｒｏ ． Ｓ ｎ ｈ ０ ｉａｉｎ ｅ ｒ ｒｏ ｈ ｒ ｄ ｃ ｌ ｇ ｅ ｔ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ＯＦ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ０ ｒｏ ｆｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｅ ｗｉｌ ｒ ａｌ ｒ ｄ ｃ ｈ ＤＭ ｙ ｔｍ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ． ｙ ｓ ｓｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｓ ｈ ｄ ｓ ｄ ｏ ｈ ｃ ｍｉ ｌ＆ Ｃｏ ｌｏ ｉｈ ｓｒ ｃｕｒ ｎ ｙ ｉ ｒ ｖｎｇｔ ｅ ｔａｎ ｎ ｙ ｏ ｓｔ ｏ ｌ ｔ ｈ ｆｓ ｔｄ ｃｓｏ ｒ ｑ ｅ ｙ ｅ ｔｍａｉ ｎ ｘ ａｇ ｒｔ ｍ ｔｕ ｔ ｅ ａ ｄ ｂ ｍｐ ｏ ｉ ｈ ｒ ｉ ｉ ｇ ｓ ｍｂ ｌ ｏ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｔｅ ｏ ｆｅ ｅ ｉｉｎ ｆｅ ｕ ｎｃ ｓｉ ｔｏ ｆ ｎ ｔ ｎ，ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ａｇ ｒｔ ｍ ｓ ｇｖ ｎ ｉ ｅ ａｌ ｎ ｔｉ ｎ ｌｚ ｄ ｂ ｉ ｌｔｏ ｌｏ ｉｈ ． Ｔｈ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｕ ｃｉ ｏ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ｈ ｉ ｉｅ ｎ ｄ ｔｉ ，ａ ｄ ｉ ｓａ ａｙ ｅ ｙ ｓｍｕ ａｉ ｎ ａｇ ｒｔ ｍ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ
OFDM系统中定时同步算法的研究
OFDM系统中定时同步算法的研究OFDM（正交频分复用）是一种多载波调制技术，广泛应用于无线通信系统中。
由于OFDM系统中涉及到多个子载波，因此需要进行定时同步以确保接收端能够正确识别和解调接收到的数据。
在OFDM系统中，定时同步的主要目标是实现正确的符号定时，即将接收到的信号与发送的信号进行正确对齐，以便解码接收到的数据。
在接收端，定时同步算法通常由两个主要部分组成：粗定时同步和细定时同步。
粗定时同步是指通过估计信号的起始位置来找到粗略的接收时刻，以便后续的细定时同步。
常用的粗定时同步算法包括自相关算法和能量自相关算法。
自相关算法基于接收信号的自相关特性进行定时同步。
该算法通过计算接收信号的自相关函数的峰值位置来确定接收的起始位置。
自相关函数是通过将接收信号与其自身进行卷积得到，因此其峰值位置对应于信号的起始位置。
该算法的优点是计算简单，但对信号的前导序列和信道噪声比较敏感。
能量自相关算法则是基于接收信号的能量特性进行定时同步。
该算法计算接收信号的能量在不同偏移量下的累积，然后选择能量最大的位置作为接收的起始位置。
能量自相关算法的优点是对信号的前导序列和信道噪声影响较小，但对多径干扰比较敏感。
细定时同步是在粗定时同步的基础上进一步细化接收时刻的算法。
其主要目标是使接收信号与发送信号的符号对齐，以便进行数据解调。
常用的细定时同步算法包括最大似然算法和闭环算法。
最大似然算法是通过计算接收信号的每个子载波的符号能量与发送信号的符号能量之间的差异，选择能量差异最小的位置作为细定时同步的位置。
最大似然算法的优点是对信道衰落环境和多径干扰适应性较好，但计算量较大。
闭环算法是基于估计信道的特性进行定时同步。
该算法首先通过信道估计算法估计接收信号的信道响应，然后根据估计的信道响应调整接收时刻，使接收信号与发送信号符号对齐。
闭环算法的优点是对信道衰落环境和多径干扰适应性很好，但对信道估计的准确性要求较高。
总结起来，OFDM系统中的定时同步算法主要包括粗定时同步和细定时同步两部分。
新的OFDM系统同步联合算法
仿真参数
仿真项目 保护间隔Tg/µs 符号周期Ts/µs 子载波间隔/kHz 带宽/MHz 参 数 0.4 3.6 312.5 20
∑
N −1 k =0
∑
1 N
∑ X H ∑e
k k n=0
N −1
j
2π ( k +ε I − m ) n N
+ Wm =
有效子载波数
X m −ε H m −ε + Wm
Abstract Synchronization algorithm for orthogonal frequency division multiplex (OFDM) systems is discussed. A joint algorithm is proposed based on cyclic prefix and virtual carriers. This algorithm does not need assistant data hence decreases system redundancy. In the algorithm, the symbol synchronization and the fractional frequency offset are obtained by using ML algorithm based on the cyclic prefix property, and the integral frequency offset is obtained by the position offset of virtual carriers. The results show the proposed algorithm not only achieves symbol synchronization and large range of frequency offset estimation, without increased calculation complexity and system redundancy, but also can be used for fast synchronization. Key words frequency synchronization; joint algorithm; OFDM; symbol synchronization; virtual carrier OFDM系统能够有效地抵抗无线信道带来的影 响，例如信道的频率选择性衰落、脉冲噪声和信道 然而， OFDM系统的实现存在一些缺 干扰的影响[1]。 点，其中最重要的是系统对同步的要求很高，对定 时误差和频率误差要比单载波技术敏感得多[2]。因 此，OFDM的接收系统应该能够有效地估计符号位 置和频率偏移。 目前，OFDM系统的同步算法可以分为数据辅 助型和非数据辅助型2种。文献[3]利用2个训练符号 实现时域同步，估计能力较强且复杂度不高。文献 [4] 构造周期性的训练序列同时完成时域和频域同 步。文献[5]介绍用离散导频实现频率同步的方法。 文献[6]用连续导频加离散导频进一步提高频率同步 性能。 非数据辅助型算法中最常见的是基于循环前缀 的最大似然估计(ML)方法[7]，可实现定时和频偏估 计，但只能估计小数频偏。本文提出一种新的联合 估计算法，该算法采用的时域估计算法与文献[7]相 同，但通过对解调后信号的特点进行分析，根据虚 载波偏移的位置估计整数频偏，使得频偏估计的范 围大大增加。
基于USRP平台地空信道下OFDMOQAM系统同步算法
3 时频同步算法本文基于USRP 平台在地空信道下OFDM/OQAM 系统的时频同步算法是在系统的接收端先进行符号定时同，将发送端发送前导频位置的导频序列作为参考序列，将经历过信道恶劣环境变化后的导频序列提取出来，看作序列二在接收端将参考序列和与序列二进行相关运算，找到运算后相关序列的相关峰位置相关峰对应的数据位置即为有用接收信号的起始位置。
只有获得准确的符号定时点后信道中CFO 引起的信号的相位偏是线性叠加的，才能进一步准确的估计载波频率偏移。
然后，计算符号起始位置导频序列与原序列之间的相位差即可得知信道引起该数据发生的频率偏移值。
随后对接收数据进行时间偏移补偿和频率偏移补偿完成系统的符号定时和载波频率同。
本文提出的适用于此平台的简易时频同步算法不仅在导频结构上与传统算法[7-12]有差异且还在时频同步过程和相关序列处理上也不相同结构框图可由图3。
图2 OFDM/OQAM 系统实现框图图3发送链路中的频域导频设计则是根据文献[7-12]基于数据辅助类的时频同步算法的导频结构所设计的。
其原理是在频域添加N TR 个重复的OFDM 频域符号构成相应的导频块。
文献[7]在传统算法中至少要比滤波器重叠因子K 大2表示滤波器的重叠因子（即抽头系数）[13]。
由于本文用于环境恶劣的地空信道，因此取N TR =K+3[12]。
其中频偏估计 为：（4）5）为采间；中所求得的时间偏移值，图3 时频同步算法的OFDM/OQAM 系统结构框图a停场状态b滑行状态c到达状态d飞行状态图4 矢量网络分析仪测试信道状态的发送端和接收端如图5a、b图。
其中，在左侧选项栏中可以进行OFDM/OQAM系统的相关参数设置及USRP硬件参数配置等；在右侧为系统收发结果的各种波形结果显示部分。
图6的a图分别为系统的发送端和接收端的程序框图，即整个系统的发送链路与接收链路的实现代码。
从开始配置USRP参数、信源产生、导频插入、调制、发送、接收、同步与最后解调等等整个系统的处理过程都是在程序面板上进行编程实现的。
一种基于训练序列的OFDM联合同步新算法
一种基于训练序列的OFDM联合同步新算法【摘要】OFDM是一种多载波调制技术，为保证OFDM信号的正确传输，必须保持其子载波之间的完全同步，否则将造成子载波间干扰和符号间干扰，严重影响OFDM系统的性能。
本文提出一种新的训练序列同步算法，通过仿真，对新算法和传统的Schmidl& Cox时频联合同步算法进行了比较。
结果表明，采用新算法具有较高的频偏估计精度和较大的估计范围，同时使符号定时非常精确。
【关键词】OFDM；训练序列；联合同步；Schmidl& Cox算法Abstract：OFDM is the technology of Multi-Carrier Modulation.in order to ensure orthogonality between sub-carriers，the synchronization between the carriers is very strictly required，otherwise it will cause channel interference and ISI，seriously affect the OFDM system performance.A new algorithm based on pilot symbol in OFDM system is given，by simulation，the new algorithm and the traditional set of Schmidl& Cox algorithm are compared.Simulation results show that the new algorithm has better performance of frequency offset and timing estimation.Key Words：ofdm；pilot symbol；timing and frequency synchronization；Schmidl& Cox algorithm1.引言OFDM是一种特殊的多载波传输技术，它将一个较宽的传输带宽分割成互相正交的多个子载波用于并行传输数据。
OFDM同步算法之Schmidl算法
OFDM同步算法之Schmidl算法Schmidl算法代码算法原理训练序列结构 T=[A A],其中A表⽰复伪随机序列PN，进⾏N/2点ifft变换得到的符号序列M(d)=|P(d)| R2(d)2P(d)=L−1∑m=0r∗(d+m)r(d+m+L)R(d)=L−1∑m=0|r(d+m+L)|2 L=N/2所求得的d对应的是训练序列（不包含循环前缀）的开始位置。
★Schmidl:Schmidl算法利⽤⼀个由两端时域上完全相同的序列的前导来进⾏定时同步，但是这种⽅法得到的同步效果并不好，其同步度量函数曲线存在⼀个平顶，这使得定时同步估计存在偏差和不确定性。
参考⽂献Schmidl T M,COX D C.Robust frequency and timing synchronization for OFDM[J].IEEE mun.,1997,45(12):1613-1612.%********************schmidl algorithm*******************%Example:% If% X = rand(2,3,4);% then% d = size(X) returns d = [2 3 4]% [m1,m2,m3,m4] = size(X) returns m1 = 2, m2 = 3, m3 = 4, m4 = 1% [m,n] = size(X) returns m = 2, n = 12% m2 = size(X,2) returns m2 = 3close all;clear all;clc;%参数定义N=256; %FFT/IFFT 变换的点数或者⼦载波个数（Nu=N）Ng=N/8; %循环前缀的长度 (保护间隔的长度)Ns=Ng+N; %包括循环前缀的符号长度%************利⽤查表法⽣成复随机序列**********************QAMTable=[7+7i,-7+7i,-7-7i,7-7i];buf=QAMTable(randi([0,3],N/2,1)+1); %加1是为了下标可能是0不合法%*************在奇数⼦载波的位置插⼊零*********************zj:是偶数吧？x=zeros(N,1);index = 1;for n=1:2:Nx(n)=buf(index);index=index+1;end;%**************利⽤IFFT变换⽣成Schmidl训练符号***************sch = ifft(x); %[A A]的形式%*****************添加⼀个空符号以及⼀个后缀符号*************src = QAMTable(randi([0,3],N,1)+1).';sym = ifft(src);sig =[zeros(N,1) sch sym];%**********************添加循环前缀*************************tx =[sig(N - Ng +1:N,:);sig];%***********************经过信道***************************recv = reshape(tx,1,size(tx,1)*size(tx,2)); %size的1表⽰⾏，2表⽰列，从%前向后数，超过了为1%recv1 = awgn(recv,1,'measured');%recv2 = awgn(recv,5,'measured');%recv3 = awgn(recv,10,'measured');%*****************计算符号定时*****************************P=zeros(1,2*Ns);R=zeros(1,2*Ns);%P1=zeros(1,2*Ns);%R1=zeros(1,2*Ns);P2=zeros(1,2*Ns);R2=zeros(1,2*Ns);%P3=zeros(1,2*Ns);%R3=zeros(1,2*Ns);for d = Ns/2+1:1:2*Nsfor m=0:1:N/2-1P(d-Ns/2) = P(d-Ns/2) + conj(recv(d+m))*recv(d+N/2+m);R(d-Ns/2) = R(d-Ns/2) + power(abs(recv(d+N/2+m)),2);%P1(d-Ns/2) = P1(d-Ns/2) + conj(recv1(d+m))*recv1(d+N/2+m); %R1(d-Ns/2) = R1(d-Ns/2) + power(abs(recv1(d+N/2+m)),2);%P2(d-Ns/2) = P2(d-Ns/2) + conj(recv2(d+m))*recv2(d+N/2+m); %R2(d-Ns/2) = R2(d-Ns/2) + power(abs(recv2(d+N/2+m)),2);% P3(d-Ns/2) = P3(d-Ns/2) + conj(recv3(d+m))*recv3(d+N/2+m); % R3(d-Ns/2) = R3(d-Ns/2) + power(abs(recv3(d+N/2+m)),2);endendM=power(abs(P),2)./power(abs(R),2);%M1=power(abs(P1),2)./power(abs(R1),2);%M2=power(abs(P2),2)./power(abs(R2),2);%M3=power(abs(P3),2)./power(abs(R3),2);%**********************绘图******************************figure('Color','w');d=1:1:400;figure(1);plot(d,M(d));grid on;axis([0,400,0,1.1]);title('schmidl algorithm');xlabel('Time (sample)');ylabel('Timing Metric');%legend('no noise','SNR=1dB','SNR=5dB','SNR=10dB');hold on;Processing math: 100%。
ofdm 航空通信 标准协议 -回复
ofdm 航空通信标准协议-回复OFDM（正交频分复用）是一种广泛应用于航空通信领域的无线传输标准协议。
本文将为您一步一步地介绍OFDM在航空通信中的应用，并深入探讨其原理和优势。
第一步：介绍OFDM概念及原理（200-300字）OFDM是一种多群载波调制技术，其原理是将高速数据传输分割成多个低速子载波传输。
OFDM通过在频域上进行正交化操作，可以消除信号之间的干扰，提高系统的频谱效率。
在航空通信中，OFDM广泛应用于无线通信系统，包括无线局域网（WLAN）、无线通信和航空导航。
第二步：OFDM在航空通信的应用（300-500字）1. 无线局域网（WLAN）：OFDM被广泛应用于高速无线局域网，如IEEE 802.11a和IEEE 802.11g标准。
由于OFDM的高容量和抗干扰能力，使得飞机上的乘客可以连接到飞机内的无线网络，享受高速网络服务。
2. 机载通信系统：OFDM在机载通信系统中具有重要作用。
机载通信要求在飞行过程中实时传送信息和数据，如飞机和地面之间的通信、飞机和机场之间的通信等。
OFDM的抗多径衰落和频谱效率优势使得其成为理想的机载通信技术。
3. 航空导航：OFDM在航空导航中起着至关重要的作用。
通过将导航和通信结合，OFDM可以提供高精度的导航数据传输。
例如，航空器可以通过OFDM技术获取准确的飞行轨迹和目标数据，从而实现高效的航空导航。
第三步：OFDM的优势及挑战（300-500字）1. 高频谱效率：OFDM通过将高速数据分割成多个低速子载波传输，在相同频带宽度下实现高数据传输速率。
这种方式使得OFDM在有限的频谱资源中能够传输更多的数据，提高了频谱效率。
2. 抗多径干扰：在航空通信中，信号经常遭受多径效应的影响，即信号在传播过程中经历多个路径，导致信号叠加和衰落。
OFDM通过将数据分割并使用正交子载波进行传输，可以抵消多径干扰，提高信号质量和覆盖范围。
3. 可靠性和稳定性：OFDM具有较好的抗干扰能力，可以应对频道衰落和噪声的影响，提高通信系统的可靠性和稳定性。
OFDM的频率同步算法
OFDM 的频率同步算法
OFDM 的频率同步算法
文中提出的频率同步方法是在取得时间同步后，将接收的每PN 序列长度
的数据与本地PN 序列作相关，共得L 个值，分别为c1，c2，…，cL，
其频率估计范围为|ε|
由式(7)得知，当被估计的频率偏移值越小，频率偏移估计值越精确；参数
P 越大，估计出的频率偏移越精确。
频率同步算法的性能
在BEYOND 3G 系统中，假设载频fc=2 GHz，N=4 096，Ng＝1 024，K=127，P=1，一个OFDM 符号共5 120 个抽样点，每一个子载波为5 kHz。
当振荡器不稳定系数为ko=10−6，车速v=500 km/h，可计算出由振荡器不稳定和Doppler 频移造成的频率偏移为fcko+fcv/c=20 kHz+1 kHz=21 kHz，相当于4.2 个子载波，即频率偏移最大值不超过4.2 个子载波，|ε|
图2 AWGN 信道下两种方法的频率估计性能比较图3 AWGN 信道两种频率同步方法性能比较。
利用训练帧进行OFDM系统同步的新算法
利用训练帧进行OFDM系统同步的新算法周一青;胡爱群【期刊名称】《通信学报》【年(卷),期】2001(022)004【摘要】This paper is about the synchronization algorithms of OFDM systems.First, the ML (maximum likelihood)algorithm is introduced,and its drawbacks are analyzed. A new method is presented in this paper which uses a training frame to estimate the timing and frequency deviation jointly. The result of computer simulation has showed that the new joint algorithm can overcome the drawbacks of ML algorithm and get better synchronization.%本文主要讨论了OFDM系统的定时和频率偏差估计算法，针对现有的ML(最大似然)算法定时不够精确、频偏估计范围过小的缺点，提出了一种新算法。
该算法利用OFDM训练帧进行定时估计和频偏捕获，结合ML算法进行频率估计。
仿真结果说明，新算法克服了ML算法的缺点，能精确定时并进行较大范围的频偏估计。
【总页数】6页(P13-18)【作者】周一青;胡爱群【作者单位】东南大学无线电工程系,;东南大学无线电工程系,【正文语种】中文【中图分类】TN919.3【相关文献】1.一种基于训练符号的OFDM系统同步新算法 [J], 孙宇明;张彦仲;邵定蓉;李署坚2.一种新的分布式MIMO-OFDM系统同步算法 [J], 张维校;刘顺兰;曾嵘3.新的OFDM系统同步联合算法 [J], 李兵兵;王雯芳;葛建明;张丰华4.基于训练序列的OFDM粗帧定时同步算法分析 [J], 方向红5.一种利用训练帧实现OFDM定时同步的新算法 [J], 张小康; 余震虹; 于大为因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种OFDM系统时间同步新算法
一种OFDM系统时间同步新算法刘淼【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2015(000)007【摘要】Timing synchronization is one of the key technologies for OFDM systems.This paper presents a novel timing synchroni⁃zation algorithm based on the Chu sequence combining with difference method.This algorithm can overcome the negative effect of noise and frequency offset on timing offset estimation,providing good timing performance at the low SNR.The validity and reliability of the proposed algorithm has been verified in AWGN channel and Rayleigh multi⁃path channel.%时间同步是正交频分复用（ Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM）的关键技术之一。
在传统的基于互相关定时同步算法的基础上，结合差分方法，提出了一种利用Chu序列的新的定时同步算法。
该算法同时克服了噪声和频偏对定时的不良影响，在低信噪比下仍具有很好的定时性能。
在AWGN和Rayleigh多径信道下分别对所提方案进行了仿真，验证了该方案的有效性和可靠性。
【总页数】4页(P38-41)【作者】刘淼【作者单位】天津电子信息职业技术学院，天津300350【正文语种】中文【中图分类】TP929.5【相关文献】1.一种新的无线传感器网络时间同步算法 [J], 游继安;李哲2.一种新的OFDM系统多符号联合差分时间同步算法 [J], 郭达;江峰;宋梅;宋俊德3.一种新型OFDM系统频率和时间同步算法 [J],4.一种新型OFDM系统频率和时间同步算法 [J], 平一帆;张海林;王皓5.一种适用于分布式MIMO-OFDM系统的时间同步算法 [J], 施冠超;邓单;朱近康因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
全相位OFDM的联合帧同步和频偏估计算法
全相位OFDM的联合帧同步和频偏估计算法
孙山林
【期刊名称】《桂林航天工业学院学报》
【年(卷),期】2009(014)004
【摘要】同步是OFDM系统必须解决的问题之一,不同的同步技术之间是相互联系的,将任何一种同步技术分离出来单独进行都是不可能的.针对全相位OFDM系统,文章提出了一种基于最大似然的定时和频率偏移估计联合同步算法,该算法利用了全相位OFDM系统数据帧的完全自我复制的特点来实现.利用数据序列及其在时域复制间的自相关性的基础上,通过最大似然函数,系统完全可以实现精细的符号定时和频偏估计.最后,与其他的同步方案在性能上进行仿真对比,验证了联合同步估计的优越性.
【总页数】4页(P409-411,414)
【作者】孙山林
【作者单位】桂林航天工业高等专科学校,电子工程系,广西,桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
【相关文献】
1.一种基于FFT的联合帧同步和频偏估计算法 [J], 吴团锋;杨喜根;李际平
2.一种协作OFDM系统频偏与信道联合估计算法 [J], 鲍晶晶;董华锋
3.全相位OFDM系统频偏估计器 [J], 孙山林;侯春萍
4.全相位OFDM系统的最大自相关帧同步 [J], 孙山林;侯春萍
5.OFDM系统在衰落信道中帧同步和频偏估计算法研究 [J], 邓春丽
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文 章 编号 ： １ ０ ０ ６ － ９ ３ ４ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ － ０ ３ １ ０ — ０ ４
计
算
机
仿
真
２ ０ １ ５ 年３ 月
航 空 ＯＦ Ｄ Ｍ 数 据 链 联 合 同步 新 算 法
史 书强 ， 王 京娟 ， 陶玉博 ， 何 剑
（ 中 国人 民解 放 军 ９ ５ ９ ９ ９部 队 ， 北京 １ ０ ０ ０ ７ ８ ）
果表明 ， 改进算法定 时同步错误概率更低 ， 低信噪 比时仍能正确同步， 频率 同步均方误差更小 ， 性能更优。
关键词 ： 航空 正交频分复用 ； 数据链 ； 定时同步 ； 频率同步 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ １ ． ７ 文献标识码： Ｂ
Ａ Ｎｅ ｗ Ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ０ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ０ ｎ Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｆ ｏ ｒ Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ＯＦＤＭ Ｄａ ｔ ａ Ｌｉ ｎ ｋ Ｓ ＨＩ Ｓ ｈ ｕ － ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｊ ｉ ｎ ｇ — ｊ ｕ ａ ｎ ， Ｔ Ａ Ｏ Ｙ ｕ — ｂ ｏ ， Ｈ Ｅ Ｊ ｉ ａ ｎ
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（ Ｕ ｎ ｉ ｔ ９ ５ ９ ９ ９ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｏ ｐ ｌ ｅ ’ Ｓ Ｌ ｉ ｂ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａ ｒ ｍ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ，１ ０ ０ ０ ７ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） ＡＢ Ｓ Ｔ Ｒ ＡＣ Ｔ： Ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ Ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｄ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｎ ｇ（ Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ ）ｄ ａ ｔ ａ ｌ ｉ ｎ ｋ ｉ ｓ ｄ ｅ — ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｄ ， ａ ｎ ｅ ｗ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ —
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ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ．
摘要 ： 研究航空 Ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｄ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｎ ｇ（ Ｏ Ｆ ＤＭ） 数据链 同步 问题 ， 为提高数据链 高速传输 的同步性 ， 在分 析前人 ＯＦ Ｄ Ｍ 同步算法优缺点基础上提出一种新 的联合 同步新算法。新算法设计了新 的训练符号结构 ， 通过定时 同步判 决 函数实现定 时同步 ， 通过小数和整数频偏估计实现频率同步 ， 并针对具体应用给 出改进算法与其它主要 算法的仿真对 比， 结