基于TD-LMS算法的OFDMA上行链路载波频率偏移消除

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TD-SCDMA下行链路对WCDMA上行链路干扰分析

ｈｙｔｍｅｆｒｎｅｔｅｓｓｅｉｔｒｅｅｃ．Ａｃｏｄｇｔｈｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｉｅｅｔｐｒｍｅｅｓｅｔｇｌｒｓｎｅｂｕｅｎｃｒｉｏｔｅｉｌｔｏｅｕｔ，ｄｆｒｎａａｔｒｓｔｉｓａｅｐｅｅｔｄａｏｔｔｎｎｈｃｅｉｔｎｅｎｆｕｎｅｏｘｓｅｃｉｌｅｃｂｅｅｎｗｔｅＴＤ— ＣＤＭＡａｄＳｎＷＣＤＭＡｓｔｍ，ａｄｙｓｅｎＡＣＩｖｌｅｒｅｒｖｄｄｂｕｓｓｅＲａｕａｐｏｉｅａｏｔｙｔｍ
ｏｌｃｏｔ — ｃｏｃｌｃｎｒｏｓｄｒｇ１２ＭＨｅｕｎｙＴＩｒｓｌｓｏａｉｈｒＳＮＲｖｌｅｉｎｙｉａｍａｒ－ｍａｒｅｌｓｅａｉｃｎｉｅｉ９０ｎｏｓｏｎｚｆｑｅｃ．｝ｕｔｈｗｓｔｔｈｇｅＩａｕｓｒｅｅｈａａｈｅｅｙａａｔｅｖｒａｌｅｏｒｃｎｏｌｏｉｍｅｏａａｓｓｉｎｐｗｅｖｒｎ，ＯｉｃｕｄｒｄｃｃｉｖｄｂｄｐｉａｂｅｓｐｐｗｅｏｔｌｇｒｈｉｔｔｌｎｍｉｏｏｒｓｎａｉｔＳｏｌｅｕｅｖｉｔｒａｔｆｈｔｒｔｓｉｉａｔ
真中。实验结果表明，系统总发射功率一定时，自适应变步长功率控制算法取得较高的信干比，可减小系统干扰；并得出不同参数设置对ＴＳＤＤ－ＣＭＡ与ＷＣＭＡ系统共站时的影响，给出两系统共站时ＡＩＤＣＲ建议值。为

基于TD-NLMS的航空移动通信OFDM系统载波频率偏移消除

基于ＴＤ— ＮＬＭＳ的航空移动通信ＯＦＤＭ系统载波频率偏移消除
陈强＇杨霄鹏 ’ 欧阳超，杨栋，余
３．９５８６６部队，河北保定，０７１０５１）
辉。
（１．空军工程大学信息与导航学院，陕西西安，７１００７７；２．空军工程设计研究局，北京，１０００８６；
预补偿，然后对剩余载波频移进行消除。仿真结果表明：在航空移动信道环境中，新算法可以很
好的对旋转相位进行补偿，与最小二乘算法相比，误码率性能有明显提高，可以实现对载波频率
偏移的消除。关键词航空移动信道；正交频分复用；归一化最小均方误差；载波频率偏移
ＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８６，Ｃｈｉｎａ；３．Ｕｎｉｔ９５８６６，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１０５１，
第１４卷第１期
２０１３年２月
空
军
工
程
大
学
学
Байду номын сангаас
报（自然科学版）
Ｖｏ１．１４Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１３
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＩＲＦＯＲＣＥＥＮＧ１ＮＥＥＲ１ＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥＥＤＩＴＩＯＮ）

OFDM系统中一种简单的克服载波频率偏移的方法

ｓｓｅｙｔｍ．Ｔｈｉｌｔｎｒｓｌｓｏｈｓｍｅｈｄｃｕｄａｓｐｏｅｔｅｐｒｏｍａｃｆｔｅｓｓｅｅｓｍｕａｉｅｕｔｈｗｓｔｉｔｏｏｌｌｏｉｒｖｈｅｆｒｎｅｏｈｙｔｍ．ｏｍＫｅｗｏｄ：ｃｒｉｒｆｅｕｎｙｏｆｅＣＦ；０ｍＭ；Ｆｙｒｓａｒｅｒｑｅｃｆｓｔ（０）ＦＴ
维普资讯
电子
ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ
测
量
技术
ＴＥＣＨＮ０ＩｏＧＹ
第２卷第３期９
２００６年６月
ＯＦＤＭ系统中一种简单的克服载波频率偏移的方法
赵凯王峥夏宇闻
（．北京航空航天大学北京１０８；２１００３．北京大学北京１０７）０８１摘要：文中提出了一种简单的方法，用来对正交频分复用（ＤＯＦＭ）系统中载波频率的偏移进行纠正。传统
ＡｂｔａｔＩｈＳｐｐｒｉｐｅｍｅｈｄｆｒｃｒｉｒｆｓｔｏｒｃｉｎｉ１ＭｙｔｍＳｉｔｏｕｅ．Ｔｈｒｄｔｎｌｓｒｃ：ｎｔａｅ，ａｓｉｍｌｔｏｏａｒｅｆｅｒｅｔ０Ｆ）ｓｓｅｉｒｏｃｏｎｎｄｃｄｅｔａｉｉａｏｍｅｈｄｉａｒｅｎｔｏｉａｄｔｅｍｅｈｄｒｏｔｏｓｃｒｉｄｏｉｍｅｄｍａｎ，ｎｈｔｏｅｍｍｅｄｎｔｉａｅｓｔｏｒｃｈｒｅｆｓｔｂｃｎｅｉｈｓｐｐｒｉＯｃｒｅｔｔｅｃｒｒｏｆｅｙｄａｉｃａｇｎｈｗｉｄｅｆｃｏｆｔｅＦｈｎｉｇｔｅｔｄｌａｔｒｏｈＦＴ．Ｔｈｏｇｈｓｍｅｈｄ。ｗｅｃｎｎｔｏｌｖｉｈｅｂｃｙｕｉｇｆＩｒｒｕｈｔｔｏｉａｏｎｙａｏｄｔｅｆｅａｋｂｓｎｃｗａｄｄｒｅｒｒｃｒｅｔｎｕｌｅｕｅｔｅｔｅｆｃｍｐｅｌｉｌｔｎｉｒｅｏｒｄｃｈｏｒｃｎｕｐｉｎｏｈｒｏｏｒｃｉ，ｂｔｓｒｏａｏｄｃｈｉｓｏｍｏｌｘｍｕｔｉｉｏｄｒｔｅｕｅｔｅｐｗｅｏｓｍｔｆｔｅｐｃｏｎａｏ

一种新的OFDMA上行链路定时偏移估计算法

要假设只有一个或有限的几个用户没有被同步，而其余用户均已同步，与实际情况不符；外，传统方案这另在中大都假设ＯＦＤＭＡ的子信道划分采用相邻子载波划分方案，样相邻子信道干扰较小，这并且实现起来简
比传统方案，算法同步建立更快、用范围更广，避免了复杂的矩阵运算，现简单．本适并实
关键词：正交频分多址；频；时偏移；小平方估计导定最中图分类号：９１ＴＮ１文献标识码：Ａ文章编号：０１２０（０８０ — ９３０１０ — ４０２０）６０６ — ５
ＮｏｅｉｉｇｓｎｃｒｎｚｔＯｌｏｉｈｍｏｈｅｖｌｔｍｎｙｈ０ｉａｉｎａｇｒｔｆｒｔｕｉｆａｐｌｎｋｏｎＯＦＤＭＡｙｔｍｓｓｅ
Ｇபைடு நூலகம்ＯＹ，ＬＩＧａｇ，ｉＵｎＧＥＪａ — ｕｉｎｈａ
２００８年１２月
西安电子科技大学学报（自然科学版）
Ｊ０ＵＲＮＡＬ０ＦＸＩＩＤＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｄｅ．０ｃ２０８
第３５卷
第６期
ＶｏＩ３ＮＯ．５．６
一
种新的ＯＤＭＡ上行链路定时偏移估计算法Ｆ
（ｔｔｙＬａ．ｏｎｅｒｔｄＳｒｉｅＮｅｗｏｋ，ＸｉｉｎＵｎｖＳａｅＫｅｂｆＩｔｇａｅｅｖｃｔｒｓｄａｉ．，ｘｉｎ７０７ ’ １０１，Ｃｈｎ）ａｉａ

OFDMA测距中一种新的定时偏移估计算法

OFDMA测距中一种新的定时偏移估计算法倪浩;任光亮;常义林【期刊名称】《西安电子科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(037)005【摘要】为了在正交频分多址(OFDMA)测距中实现精确的定时偏移估计,提出了一种定时偏移估计新算法.该算法首先利用接收到的OFDMA测距信号估计受定时偏移影响的信道系数.基站分别利用各定时偏移预计值补偿该信道系数,并搜索补偿后信道系数自相关函数的最大峰值,确定定时偏移真实值.由于没有利用接收测距信号的时域相关,所提算法避免了现有的时域相关算法在多径信道中相关峰互相叠加影响估计精度的问题,在多径信道中受到影响较小.还推导了所提算法的理论精度限和复杂度.仿真结果表明,在无线多径信道下,所提算法搜索步长采用一个采样周期时,其10dB信噪比下的定时偏移估计精度比参考算法的精度提高近1倍.【总页数】6页(P783-788)【作者】倪浩;任光亮;常义林【作者单位】西安电子科技大学,综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西,西安,710071【正文语种】中文【中图分类】TN911.23【相关文献】1.一种新的OFDMA上行链路定时偏移估计算法 [J], 郭漪;刘刚;葛建华2.LTE中一种改进的基于探测参考信号的定时估计算法 [J], 田浩;杨霖;李少谦3.OFDM系统中一种频率偏移的盲估计算法 [J], 秦升平;邝育军;尹长川;纪红;乐光新4.OFDM系统中一种高效的符号定时估计算法 [J], 刘德良;王金龙5.OFDM系统中一种基于延时相关的定时估计算法 [J], 兰旭腾;柳鹏飞;张震因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

TDS_OFDM系统的载波间干扰消除方法

ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),2007年第47卷第4期2007,V o l .47,N o .430 405732577T D S -O FDM 系统的载波间干扰消除方法符　剑,　王　军,　潘长勇,　彭克武(清华大学电子工程系,北京100084)收稿日期:2006203206基金项目:国家自然科学基金资助项目(60372007)作者简介:符剑(1980—),男(汉),四川,博士研究生。

通讯联系人:潘长勇,副教授,E 2m ail :pcy @tsinghua .edu .cn摘　要:为了消除时域同步正交频分复用(TD S 2O FDM )系统中的载波间干扰(I C I ),通过假定信道在O FDM 块内呈线性变化,建立了TD S 2O FDM 在时变信道下的系统传输模型,在此基础上采用一种决策反馈的方法来消除I C I 。

该方法使用伪随机(PN )序列时域相关进行信道粗估计,并在一个O FDM 块内进行线性内插得到整个O FDM 块内的信道细估计。

分析和仿真结果表明,该方法相对于TD S 2O FDM 系统的传统方法有2dB 以上的误码率性能增益,并且复杂度与传统方法相当。

关键词:信道估计;载波间干扰消除;时域同步正交频分复用;伪随机序列中图分类号:TN 911.5文献标识码:A文章编号:100020054(2007)0420573205I n terchannel i n terference cancella tion m ethod for T D S -OFDM system sFU J ia n ,W ANG J un ,PAN Cha ngyong ,P ENG Kew u(D epart men t of Electron ic Engi neer i ng ,Tsi nghua Un iversity ,Be ij i ng 100084,Ch i na )Abstract :A n interchannel interference (I C I )cancellati on m ethod w asdevelopedfo rti m e 2dom ain synch ronous o rthogonalfrequency 2divisi on m ulti p lexing (TD S 2O FDM )system s using asystem transfer model derived fo r TD S 2O FDM.T he I C I cancellati on m ethod uses decisi on feed back based on the assump ti on that channel variati ons are linear w ithin an O FDMblock.Coarse channelesti m ates are based on a ti m e 2dom ain co rrelati on of a p seudo 2random num ber (PN )sequence w ith linear interpo lati on fo r the fine channel esti m ates over an O FDM block.Si m ulati on results show that the m ethod gives a bit erro r rate perfo rm ance i m p rovem ent of above 2dB w ith comparative computati onal comp lexity against conventi onal m ethods used in TD S 2O FDM system s .Key words :channel esti m ati on;interchannel interference(I C I )cancellati on;TD S 2O FDM ;p seudo 2randomnum ber(PN )sequence正交频分复用(O FDM ),作为多载波技术中的一种,是对抗多径衰落信道的有效方法[1],它使用并行数据传输和子信道交叠,通过采用保护间隔来对抗信道频率选择性。

波束成形辅助的连续干扰消除OFDMA初始测距算法

波束成形辅助的连续干扰消除OFDMA初始测距算法夏玉杰;任光亮【摘要】针对影响正交频分多址(OFDMA)网络中初始测距系统性能的多径信道频率选择性和多用户接入干扰(MAI)的问题,利用新一代无线通信系统基站的智能天线,提出一种新的波束成形辅助的多用户连续干扰消除初始测距算法.所提算法通过一组波束成形矢量,从空间上将一个小区分成若干个小的测距区域,抑制了其他小区域中测距用户的干扰,提高了每个小区域中测距用户的信噪干扰比.在每个小测距区域中,采用简化的连续干扰消除方法和自适应门限进行多用户测距码检测和时偏估计.计算机仿真结果表明,与已有连续多用户检测干扰抵消(SMUD)算法相比,在15个测距用户和SNR为-6 dB时,所提出的算法比SMUD算法的正确检测概率提高了80％.【期刊名称】《西安电子科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(040)004【总页数】7页(P79-84,154)【关键词】正交频分多址(OFDMA);波束成形;初始测距;连续干扰消除【作者】夏玉杰;任光亮【作者单位】西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西西安710071;洛阳师范学院物理与电子信息学院,河南洛阳 471022;西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN911.23正交频分多址（OFDMA）作为第四代移动通信系统基本接入技术，已经在LTE和Wimax中被广泛采用.在IEEE802.16一系列标准［1］中，将用户无线接入中所涉及的接入协议、多用户检测和多参数估计等处理定义为初始测距（Initial Ranging），利用初始测距实现接入用户检测、上行链路同步、功率控制以及用户资源分配等功能.初始测距的性能直接影响无线用户的接入和上行链路的信息传输性能.为了提高OFDMA系统初始测距的性能，国内外开展了大量的研究.针对IEEE802.16用户无线接入中的测距需求，文献［2-3］提出时域／频域相关多用户检测和参数估计算法，但这些算法严重地受到信道频率选择性和多用户接入干扰（MAI）的影响，在实际应用中使基站处的多用户检测和参数估计性能恶化.针对实际系统中存在的信道频率选择性问题，近年来在初始测距信号设计与算法方面开展了大量的研究.文献［4-7］提出将测距信道分为若干个测距子信道，每个测距子信道由几个序号连续的子载波构成，这样大大地减小了频率选择性对测距子信道的影响，但测距子信道中测距子载波数目较少，其多用户检测和参数估计要求的工作信噪比高，无法满足小区边缘用户接入的需求.而文献［8］则提出了一种性能优良的连续多用户检测（SMUD）算法，通过遍历搜索测距用户的所有可能路径，利用有效路径信号重构和连续干扰消除（SIC），较好地克服了信道频率选择性的影响.但该算法只适用于在测距用户数较少的情况，随着用户数增加，残留的MAI累加及路径差错传播，使检测性能恶化，且该算法频域遍历搜索有效路径导致复杂度高.随着多天线在新一代移动通信系统中的应用，文献［9-10］针对文献［4］中测距子信道的方案，提出利用多天线改善初始测距性能的方法，与单天线系统相比，虽然性能有所改善，但依然需要高的工作信噪比，无法满足小区边缘用户接入的需求.文献［9-10］给出了采用现代无线通信系统中的多天线技术提高初始测距性能的一条新的技术途径.未来无线通信系统的基站都是多天线配置，2011年发布的IEEE802.16m标准［1］给出了 WiMAX系统中多天线的配置，支持智能天线的工作模式，各天线之间存在一定的相关性.为了充分利用基站的多天线，针对SMUD算法检测用户数量受限的问题，笔者提出一种多天线波束成形辅助的SMUD初始测距算法.所提算法根据基站多天线的特点，利用一组波束成形矢量将一个蜂窝小区从空间上划分为若干个小区域，提高每个小区域中测距用户的信噪比，抑制其他小区域中的测距用户干扰；在每个小区域采用简化的SMUD和自适应门限进行多用户测距码检测和定时偏移参数估计，保持了SMUD的优点，克服了其缺点，在维持一定检测性能的基础上，有效地提高了整个小区用户接入的容量.1 信号与系统模型在IEEE 802.16m标准中，初始测距信号占用1个测距信道和1个时隙，每个时隙占用2个OFDMA符号，测距信道在频域上占用6个测距子信道，每个测距子信道包含24个子载波，则每个测距符号由 NR＝144个子载波组成.每个测距用户从Nc个备选测距码中｛Cm，m＝1，…，Nc｝随机选取一个，设第p个用户测距码为Cp ＝［Cp（1），Cp（2）…，Cp（NR）］T，测距子载波J＝｛J （1），…J（v），…，J（NR）｝，其中J（v）为传输测距码片的第v个子载波序号.若上行链路OFDMA系统有N个子载波，则测距用户p在各个子载波上发送的测距信号为经N 点逆快速傅里叶变换（IFFT）和插入循环前缀／循环后缀（CP）后，将测距码信号调制到两个具有连续相位的OFDMA符号上，则用户p发送的时域测距信号为其中，Ng为CP长度，Ns＝N＋Ng.在初始测距过程中，虽然各个用户已利用下行链路中的前导符号建立了帧同步与频率同步，但由于各用户在小区中位置的随机性，基站接收到的各上行用户的初始测距信号将受电磁波往返时延的影响.小区边缘的测距用户信号将会受到最大传输时延的影响，最大传输时延dmax，R可以通过已知的小区半径得到.若测距用户p的传输时延为dp，则满足0＜dp≤dmax，R.测距用户单天线发射测距信号，假设基站采用均匀圆形天线阵列，阵元个数为M，阵元间距为d，以第1个阵元作为参考阵元.根据WINNERII信道模型，用户到基站间的多径衰落信道长度为L个采样点，各径信道冲激响应在测距时隙内保持不变，且测距信号CP长度总大于最大传输时延和多径时延之和，即满足Ng≥dmax，R ＋L . （3）则用户p在基站天线阵的接收信号矢量为其中，hp，l 为第 l 条径的信道衰减系数，a（θp，l）＝［1，exp（－j2πD1 λ），…，exp（－j2πDβ λ），…，exp（－j2πDM－1 λ）］T，为方向矢量，Dβ ＝cosδβR［2（1－cos（2πβ M））］1／2，δβ ＝θp，l＋（1／2－β M）π，R为圆形天线阵列半径，θp，l为第l条径入射方向与参考阵元的夹角，λ为载波波长.当有KR个测距用户接入时，基站天线阵的多用户测距信号矢量为其中，z（n）＝［z（1）（n），…，z（α）（n），…，z（M）（n）］T，z （α）（n）为基站第α 个天线上的零均值高斯白噪声变量.2 提出的算法针对宽带无线信道存在的频率选择性问题，文献［8］提出SMUD算法，通过频域相关遍历所有备选测距码的所有偏移，搜索测距用户信号的可能有效路径，利用有效重构各径信号和SIC方法较好地抑制了信道的频率选择性和用户间的干扰（MAI）.但随着用户数增加，由于残留的MAI累加和路径差错传播的影响，其性能迅速下降，使其不适用于接入用户较多的场景，且该算法复杂度非常高.为了有效克服SMUD存在的问题，尽可能发挥其优势，针对未来移动通信系统中使用智能天线的特点，笔者提出了波束成形辅助的多用户连续干扰消除（BF-SIC）初始测距算法.该算法根据基站智能天线阵列的特点，利用一组波束成形矢量将一个小区从空间上划分为若干个小区域，不仅提高了每个小区域中测距用户的信噪比，抑制了其他小区域中的测距用户干扰，而且将整个蜂窝小区的用户在空间上分为若干个小组，大大降低了每个小区域中的用户数，而在每个小区域可采用简化的SMUD和自适应门限进行多用户测距码检测和定时偏移参数估计，有效降低了多用户检测和参数估计的复杂度.下面详细给出所提出的算法.2.1 测距小区域的划分式（5）给出的天线阵列输出的信号矢量，经过去除CP和FFT变换，提取第2个OFDMA符号的测距子载波数据，则第k（k∈［1，NR］）个测距子载波上天线阵列输出的数据矢量为基站的智能天线利用一组波束成形的方向矢量可从空间上将蜂窝小区划分成Ns个小区域，若每个小区域的中心角度为θu，u＝1，…，Ns，则M×Ns波束方向矩阵W 可以表示为其中，w（θu）＝［1，exp（－j2πD1 λ），…，exp（－j2πDβ λ），…，exp（－j2πDM－1 λ］T，Dβ＝cosδβ·R［2（1－cos（2πβ M））］1／2，δβ ＝θu ＋（1／2－β M）π.基站天线阵列输出的信号矢量经过波束方向矢量加权后，在第u个小区域输出的测距信号为其中，G（θu，p，l）＝hp，lwH（θu）a（θp，l），Z′（k）＝wH（θu）Z （k）.2.2 多用户检测和参数估计式（8）给出了测距小区域中信号的形式，在该信号中所包含的用户数远小于单天线收到整个蜂窝小区中的用户数.在SIC检测过程中，首先进行最强径信号选择；当确定一个有效路径信号后，则估计有效路径的信道系数，重建干扰信号，然后从接收信号中减去该信号，消除该信号对其他用户造成MAI影响；再进行有效路径检测，重复，直至检测不到有效路径，则该测距小区域的SIC迭代过程结束，选择下一个波束加权矢量，对下一个测距区域重复以上用户有效路径检测和SIC过程.各个小区检测完成后，利用有效路径对应的参数，确定检测到的用户和各个用户对应的定时偏移.在第u 个小区域的第i次迭代信号为，定时偏移估计和有效路径信道系数｝.在初始迭代检测时，i＝1，Ru，1（k）＝Ru（k），则第i次迭代消除过程如下：（1）用户最强径信号的选择.为降低测距码遍历搜索复杂度，笔者采用IFFT变换实现多径信号分离.令R′u，i＝diag（Ru，i）Cm ，其中，Ru，i ＝｛Ru，i（k），k＝1，…，NR｝.将R′u，i 按式（1）映射为信号｛Y′u，i （k′），k′＝0，…，N －1｝，则经过IFFT后的输出 Mu，i（n，m）为式中，Mt＝dmax，R＋L，为最大可能的定时偏移.对于所有Nc 个参考测距码｛Cm，m＝1，…，Nc｝，按照式（9）处理后，可以得到Mt×Nc个可能的路径信号.对这些路径信号按功率的大小，选择出功率最大的路径，也就是最可能的活动路径，该路径可以表示为式中，＾mu，i 为最强径对应的测距码序号，＾du，i 为最强径对应的时延. （2）有效路径检测和信道系数估计.为了确定最强径是否是有效路径，通常令qu，i＝Mu，i（＾du，i ，＾mu，i），取自适应门限为ηi，对最强径信号进行检测.当qu，i＜ηi时，表明没有检测到活动的测距用户，则当前小区域的SIC过程结束，选择下一个波束矢量，对下一个测距小区域重复以上用户检测和SIC过程.当 qu，i ≥ηi 时，则有效路径的测距码序号和定时偏移估计为｛＾mu，i，＾du，i｝，有效路径的用户测距码为C＾mu，i.该有效路径的信道系数估计为（3）干扰信号重构和消除.从接收信号中减去干扰信号，则用于第i＋1次迭代的测距信号为转到过程（1）继续当前小区域的下一次SIC处理.（4）定时偏移估计选取.当 Ns 个测距小区域迭代结束时，获得有效检测参数｛＾du，i，＾mu，i，u＝1，…，Ns｝.基站将检测到的测距用户码序号和对应的有效路径对应映射，设第p个用户测距码Cp检测到＾Lp条有效路径，对应的定时偏移估计为｛＾du，l，p，u＝1，…，Ns，l＝1，…，＾Lp｝，由于信道的多径衰落，实际测距用户传输的第一径信号并不一定是最强径，则第p个测距用户的定时偏移估计选取2.3 自适应门限选取在SIC过程中，随着干扰的不断消除，信号中的干扰和噪声也将会发生一定的变化.为了有效地进行多用户多径信号检测，最强径检测门限通常采用自适应门限，即随着干扰和噪声强度的变化而变化.在初始测距中，自适应门限选取一般在一定虚警概率的约束下（如虚警概率pfa＝10－3），使检测概率尽可能地大；这样既可避免过多的虚假路径分离，导致差错传播，同时又使所有测距用户的有效路径尽可能得到分离和进行干扰消除，从而保证系统检测性能.在SIC检测过程中，假设在第u 个小区域第i次迭代过程中的检测变量qu，i ＝｜Mu，i（＾du，i，＾mu，i）｜，自适应门限为ηi，下面研究给出该自适应门限的推导.若第i次迭代过程中，所选出的最强径对应的测距码为第m个参考测距码，当测距信号不包含该测距码时，定义为事件H0；反之，则定义为事件H1.在H0假设下，定义Ru，i（k）与第m 个参考测距码相关输出的Mt个路径信号为｛ξn，n＝1，…，Mt｝，且最强径qu，i＝max｛ξn｝，这 Mt 个路径的信号ξn ＝ Mu，i（n，m），n＝1，…，Mt，相互独立，且近似服从瑞利分布，其概率密度函数为其中，为在H0假设下ξn的方差.则第n径小于自适应门限ηi概率为根据平稳随机过程的各态历经性，用时间平均代替统计平均，利用数据样本δu，i 的估计可以表示为将式（21）带入到式（18）可以解得自适应门限ηi.2.4 复杂度分析上行链路OFDMA系统有N个子载波，测距子载波数为NR，初始测距信号的最大可能时偏为Mt，参考测距码为Nc个，假设对每个测距用户连续干扰消除的平均迭代次数为ρ.当系统存在KR个测距用户时，SMUD算法需ρKRNcMtNR次复乘及ρKRNcMt（NR－1）次复加；BF-SIC算法需（N／2）ρKRNclb N 次复乘及ρNKRNclb N 次复加.在初始测距过程中，通常参数选取 N＝1 024，Mt＝128，NR＝144，由于MtNR＞Nlb N，且ρKRNc较大，因此所提算法的计算复杂度低于SMUD算法.3 仿真结果为验证所提新算法的有效性，在 WINNERII典型的城市微小区（B1）NLOS信道模型的条件下，对SMUD算法和笔者所提BF-SIC算法在 MIMO-OFDMA测距系统中进行仿真测试.仿真参数如下：OFDMA系统带宽为10MHz，子载波为 N＝1 024，采样率为11.2MHz，载波频率为2.5GHz，循环前缀Ng＝128个采样点.基站接收天线采用均匀圆形阵列，阵元个数 M＝8，阵元间距d＝λ／2.测距用户的移动速度为60km／h，多普勒频移为140Hz.假设小区半径为1km，最大往返时延dmax，R＝75个采样点，备选测距码 Nc＝256.算法仿真中都用到了自适应门限，自适应门限保证虚警概率维持在pfα＝10－3左右.由于初始测距过程，基站不知道用户信道信息，假定最大可能有效路径 Mt＝Ng.测距用户在小区内均匀分布，所提算法采用 Ns＝15个定向波束矢量对小区的测距空间进行划分，每个区域的中心角度为θu＝2πu Ns，u＝0，…，Ns－1.图1给出了基于波束成形矢量的测距区域划分示意图.从图中可以看出，通过3个固定波束成形矢量，从空间上将一个小区分成3个小的测距小区域（图中的阴影部分对应测距小区域）.在期望用户方向产生高增益的窄波束，同时其他用户信号方向产生下陷.因此通过测距空间区域划分可以减少测距区域内的用户数量，能有效抑制MAI和提高测距用户的信干比.图2给出了BF-SIC算法与SMUD算法在一个测距时隙内随不同多用户接入的检测概率对比曲线.从图中可以看出，在测距子信道内有15个测距用户时，BF-SIC算法比SMUD算法正确检测概率在－6dB时提高了80%以上.随着测距用户增加，SMUD算法失效，而所提算法具有强健的多用户检测性能.在测距用户较少时，在小信噪比情况下，即用户位于小区边缘，BF-SIC算法比SMUD算法正确检测概率显著提升.由于BF-SIC算法采用多波束形成测距空间区域分组，减少了测距区域内的用户数量，而SMUD算法由于残留的MAI累加以及迭代消除时发生错误传播，因此BF-SIC算法比SMUD算法具有更好的正确检测概率.图1 基于波束成形矢量的测距区域划分示意图图2 所提算法与文献算法检测概率对比图3 所提算法与文献算法定时偏移估计标准差对比图3 给出了BF-SIC算法与SMUD算法在一个测距时隙内随不同多用户接入的定时偏移估计标准差对比曲线.由图可以看出，BF-SIC算法的时偏估计标准差性能高于SMUD算法.随着测距用户数的增加，SMUD算法的时偏估计性能下降，而BF-SIC算法具有更好的稳健性.4 结束语针对信道频率选择性和MAI严重制约OFDMA多用户初始测距性能的问题，笔者利用测距信号的时空频特性和智能天线波束成形，提出了高性能的BF-SIC多用户OFDMA初始测距算法.该算法采用一组波束成形矢量从空间上将测距小区分成若干个小的测距区域，利用简化的SMUD方法，显著提高了多用户检测性能和测距用户容量.所提方法不仅适用于圆形阵列天线，而且适用于其他阵列天线方式.针对测距用户信号可能存在多个测距区域，初始测距多区域数据融合方案值得进一步探讨.参考文献：［1 ］IEEE LAN／MAN Standards Committee.IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks，Part 16：Air Interface for Broadband Wireless Access Systems Amendment 3：Advanced Air Interface［S］.NewYork：IEEE，2011.［2 ］Fu X，Minn H.Initial Uplink Synchronization and Power Control （Ranging Process）for OFDMA Systems［C］／／IEEE Proc Globecomm.Dallas：IEEE，2004：3999-4003.［3 ］Mahmoud H，Arslan H，Ozdemir M.An Efficient Initial Ranging Algorithm for WiMAX （802.16e）OFDMA ［J］.Computer Communication，2009，32（1）：159-168.［4 ］Zeng J，Minn H.An Investigation into Initial Ranging Method for Mobile OFDMA Systems ［C］／／IEEE Sarnoff Symposium.New Jersey：IEEE，2008：1-5.［5 ］Morelli M，Sanguinetti L，Poor H.A Robust Ranging Scheme for OFDMA-Based Networks ［J］.IEEE Trans on Commun，2009，57（8）：2441-2452.［6 ］Sanguinetti L，Morelli M，Poor H.An ESPRIT-Based Approach for Initial Ranging in OFDMA Systems［J］.IEEE Trans on Commun，2009，57（11）：3225-3229.［7 ］倪浩，任光亮，常义林.OFDMA测距中一种新的定时偏移估计算法［J］.西安电子科技大学学报，2010，37（5）：783-788.Ni Hao，Ren Guangliang，Chang Yilin.Novel Timing Offset Estimation Algorithm in OFDMA Ranging ［J］.Journal of Xidian University，2010，37（5）：783-788.［8 ］Ruan M，Reed M，Shi Z.Successive Multiuser Detection and Interference Cancelation for contention based OFDMA Ranging Channel ［J］.IEEE Trans on Wireless Commun，2010，9（2）：481-487.［9 ］Zeng J，Minn H.A Novel OFDMA Ranging Method ExploitingMultiuser Diversity［J］.IEEE Trans on Wireless Commun，2010，58（3）：945-955.［10］Zeng J，Minn H，Chong C.Ranging Signal Designs for MIMO-OFDMA Systems［C］／／IEEE Proc Globecomm.New Orleans：IEEE，2008：1-6.。

基于阵列天线的低复杂度OFDMA上行链路载频偏估计方法

基于阵列天线的低复杂度OFDMA上行链路载频偏估计方法张渭乐;殷勤业;王文杰;王均松【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2010(038)006【摘要】提出一种基于阵列天线的正交频分多址(OFDMA)上行链路载频偏闭式盲估计方法,基站端配备阵列天线,该方法基于各天线阵元的空域快拍之间存在的旋转不变性,结合子空间平滑的思想,可在低运算复杂度的条件下,利用波达方向矩阵法得到信号空间的原始基底,由此可进一步同时获得各子载波对应用户的波达方向(DOA)与载频偏的闭式估计.该方法支持任意子载波分配方案以及满负载系统,并且可根据当前系统负载动态调整估计复杂度.理论分析和仿真结果验证了本文方法的有效性.【总页数】6页(P1268-1273)【作者】张渭乐;殷勤业;王文杰;王均松【作者单位】西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室,陕西西安,710049;西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室,陕西西安,710049;西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室,陕西西安,710049;西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室,陕西西安,710049【正文语种】中文【中图分类】TN911.7【相关文献】1.Interleaved-OFDMA中基于子空间的上行链路载波频偏估计方法 [J], 范达;曹志刚2.基于数据重构MNM的交织型OFDMA上行链路频偏盲估计 [J], 丁腾波;李式巨;沈雷3.基于ESPRIT算法的子载波交织型OFDMA上行链路频偏估计 [J], 严杰;丁腾波;田玉双;李式巨4.基于ML和ESPRIT方法的OFDMA上行链路频偏估计算法 [J], 赵林靖;李建东;吕卓;庞继勇5.基于求根MUSIC算法的低复杂度OFDMA频偏盲估计 [J], 王安定;李式巨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种改进的OFDM载波干扰自消除算法

一种改进的OFDM载波干扰自消除算法
井梅;钱良;杨峰
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2008(32)6
【摘要】OFDM系统因采用正交子载波技术使得对频率偏移非常敏感,尤其是当频率偏移较大时,误码率性能严重恶化.在分析由Zhao等提出的ICI自消除算法及其改进算法的基础上,提出一种收发端权重因子联合优化算法,该算法极大地提高了OFDM系统的载干比(CIR,carrier-to-interference power ratio)性能.仿真表明,该算法不仅实现简单,而且在频率偏移较大时仍然具有很好的性能.
【总页数】4页(P16-19)
【作者】井梅;钱良;杨峰
【作者单位】上海交通大学电子工程系无线通信技术研究所,上海,200240;上海交通大学电子工程系无线通信技术研究所,上海,200240;上海交通大学电子工程系无线通信技术研究所,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.一种基于差分调制消除OFDM系统子载波间干扰的方法 [J], 柯峰;叶梧;冯穗力
2.一种OFDM系统中的同频干扰消除算法 [J], 赵婷婷;赵玉萍
3.OFDM系统中载波间干扰自消除算法研究 [J], 郑刘娟
4.STC-OFDM系统改进的消除串行干扰算法 [J], 何波;蒋红君;杨静
5.OFDM系统载波间干扰消除算法研究 [J], 王彬彬;于贵龙;袁韵洁;钱骏
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（ａｕａＳｉｎｅＥｉｏ）Ｎｔｒｌｃｃｄｔｎｅｉ
文章编号：１０－５２１）５００ —５００５Ｘ（０００．０６０６
基于Ｔ．Ｍ算法的ＯＤＡ上行链路载波频率偏移消除木ＤＬＳＦＭ
关庆阳赵洪林郭庆
（哈尔滨工业大学通信研究所，黑龙江哈尔滨１００）５０１
作为未来通信的多址接人技术，正交频分多址接入（ＦＭＡ）ＯＤ技术已经得到更广泛的应用．由于正交频分复用（ＦＭ）ＯＤ的子载波的正交性为多用户的接人提供了更便利的条件，自不同用户的传输信来息在时域内占用互相重叠的子载波，因而，ＦＭＯＤＡ
华南理工大学学报（自然科学版）
第３８卷第５期
２１００年５月
ＪｕｎｌｏｏｔｏｒａｆＳｕｈＣｈｉｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙｎａＵｎｖｒｉｏｃｎｌｇｙ
ＶＯ．８Ｎｏ．１３５Ｍａ２０１ｖ０
３Ｂ的增益，ｄ且对各用户的频率偏移有明显的消除效果．
关键词：正交频分多址接入；载波频率偏移；时域；信噪比中图分类号：Ｎ．２Ｔ９７１１ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０．５．０００．００：３６／．ｓ．００５Ｘ２１．５０２０ｓ６
摘
要：出了一种时域自适应最小均方误差算法（ＤＬ）提Ｔ．ＭＳ来消除正交频分多址接入
（ＦＭＡ）ＯＤ系统上行链路的各载波频率偏移引起的干扰．算法首先对ＯＤ该ＦＭＡ系统接收端的时域信号进行估计，并利用估计量来预消除载波频率偏移，然后在时城内进行残留频率偏移消除．真结果表明，仿在相同的仿真条件下，与最小二乘算法相比，算法可以获得该
最小均方准则的串行干扰消除算法（ＭＥＳ）ＭＳ．Ｃ消除Ｉ频率偏移干扰．文献［１提出按照信干比顺序进行子１］载波排序．文献Ｅ－１提出的ＳＣ算法受第一级判决９１］Ｉ的约束，如果第一级判决错误，累的判决误差将引积起后面各级性能的下降，降低整个系统的性能．严重文中提出一种时域自适应最小均方误差算法（ＤＬＳ在时域内消除载波频率偏移引起的干Ｔ —Ｍ）扰．首先对接收的频率偏移信号进行预估计，利用估计量对频率偏移值进行调整，后采用Ｔ．ＭＳ算然ＤＬ法在时域内消除残留频率偏移的干扰．
载波频率偏移更为敏感，ＦＭＡ系统需要更多的子ＯＤ载波和更窄的载波间隔，同时每个接入用户的子载波都有不同的频率偏移Ｊ因而导致整个系统的干，扰消除更为困难．ＯＤ与ＦＭＡ下行链路相比，多用户
频率偏移对上行链路的影响更大些．为克服这种
来消除上行链路干扰，但是随着子载波数目的增大，
收稿日期：０９０一１２０ —４Ｏ基金项目：国家自然科学基金资助项目（０３００６５２３）
多载波频率偏移的影响，小二乘法（Ｓ被提最Ｌ）出Ｊ但是其需要获知频率偏移的先验知识．ｕｎ，Ｈａｇ等提出一种频域循环卷积方法，接收端进行载在波频率偏移（Ｆ）偿以及多用户消除，是这种ＣＯ补但算法仅限于载波频率偏移的波动间隔很大的情况下，补偿效果较好．献［］出一种ＳＧ（ｐｃ文６提ＡＥＳａｅＡｅａｎｅｅａｚｄＥｐｃｔｎＭａｉｉｔｎ）ｈｒｔｇＧｎｒｌｅｘｅｔｉ－ｘｍｚｉ算ｎｉｉａｏａｏ法来消除ＯＤＡ上行链路非同步引入的干扰，ＦＭ但是算法的复杂度高．献［］出最大似然估计算文７提法来进行干扰估计，虽然降低了复杂度，但是难以实现．文献［］出最小均方误差（８提ＭＭＳ均衡算法Ｅ）
１系统模型
假设ＯＤＦＭＡ系统上行链路共有个用户与基站进行通信；并且每个用户已经预先被分配了特定的子载波．用户ｉ共有 Ⅳ个子载波，用户ｉ所发送的一个数据帧的信息为置（）置（） … ，（０，１，Ｎ一１，）然后通过反傅里叶变换调制送上各自独立的子信道．发送前，要在每个数据帧前添加循环前缀形成保护需间隔来防止信道干扰．设 ห้องสมุดไป่ตู้表示用户ｉ子载波对
系统被ＩＥ２１Ｅ选为多址接人技术的物理层ＥＥ０．６８标准之一＿．ＯＤ系统相比，ＦＭＡ系统对子ｌ与ＦＭＪＯＤ
算法的复杂度也增加．献［］出串行干扰消除文９指
方法（Ｉ）ＳＣ的性能与干扰消除顺序有关．献［０文１］提出按照功率大小进行子载波排序，然后采用基于