fodm频率偏移估计算法分析--本科毕业设计

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OFDM系统中存在IQ不平衡时的时域频偏估计算法

ｃｒｉｔｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＣＦＯｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｌｇａｏｒｉｔｈｍｓｂａｓｅｄｏｎａｕｔｏｅｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ａｎｅｗｔｉｍｅｄｏ —
ｂｅｔｗｅｅｎｒｅｃｅｉｖｅｓｉｇｎａｌｓａｎｄｔｈｅｐｒｅａｍｂｌｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｃｏｍｐａｉｒｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏ —
基金项目：国家自然科学基金重大计划（培育项目）（９１３３８１０５）
估计和补偿。存在ＩＱ不平衡时的ＣＦＯ估计算法可分为
时域和频域两大类。文献【３ — ４】提供了两种频域ＣＦＯ估
计算法。文献【３］的算法对ＣＦＯ的估计范围比较小，且估计精度不高。文献【４】则是在频域上先估计ＩＱ不平衡再估计ＣＦＯ，ＣＦＯ估计范围在（一０．５，０．５）。时域估计算法相较频域估计算法复杂度一般更低，文献［５ — ６］均利用训练序列的三段重复结构，得到在ＩＱ不平衡影响情况

OFDM通信系统中的频偏估计和抑制算法

中图分类号：ＴＮ９１３．６文献标志码：Ａ文章编号：
ｄｏｉ：ｌ（１３９６９￣．ｉｓｓｎ１００６一ｌｏｌ０．２０１７．１６．０１４
引用格式：韦涛，梁碧珍．ｏＦＤＭ通信系统中的频偏估计和抑制算法ＵＩ移动通信Ｉｌ，２（）１７，４ｔ（１６）：７１－７４
ＡｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆＦｒｅｑｕｅｎｃｙＯｆｆｓｅｔＥｓｔｉｍａｔｉｏｎａｎｄＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｆｏｒＯＦＤＭＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ
醛设计与实现；ｉ；
ＯＦＤＭ通信系统中的频偏估计和抑制算法术
韦涛，梁碧珍
（百色学院信息工程学院，广西百色５３３０ｉ）ｆ））
【摘要】针对ＯＦＤＭ系统对频偏敏感的问题，提出一种有效的频偏抑制算法。该算法首先在接收端将时域信号进行ＦＦＴ变换到频域，然后进行差分自相关运算，把载频相移变成固定的载波频偏，再与已知信号进行互相关，
估算载频偏移的位置和偏移量，经过频偏处理的载波数据与对应的频偏补偿因子做相乘处理．使各子载波
之间保持正交性，从而消除了频偏干扰。仿真结果表明，所提出的算法在复杂的多径信道和高斯噪声干扰情况下，能较好地抑制频偏，提高系统的通信性能。【关键词】ＯＦＤＭ系统频偏ＦＦＴ变换频偏补偿

基于lfm信号的载波频率偏移估计

基于lfm信号的载波频率偏移估计随着无线通信技术的不断发展，载波频率偏移估计在无线通信系统中扮演着重要的角色。

基于LFM（Linear Frequency Modulation）信号的载波频率偏移估计是一种常用的方法，本文将对其原理和应用进行探讨。

首先，我们来了解一下LFM信号。

LFM信号是一种频率随时间线性变化的信号，其频率随时间的变化率称为调频斜率。

LFM信号具有宽带、抗多径干扰等特点，因此在雷达、通信等领域得到广泛应用。

在无线通信系统中，由于各种原因（如天线误差、多普勒效应等），接收到的信号的载波频率可能会发生偏移。

为了准确地解调信号，我们需要对载波频率偏移进行估计和补偿。

而基于LFM信号的载波频率偏移估计方法可以通过分析信号的频谱特性来实现。

基于LFM信号的载波频率偏移估计方法主要包括两个步骤：频谱分析和频率估计。

首先，我们需要对接收到的信号进行频谱分析，得到信号的频谱图。

频谱图可以通过傅里叶变换等方法得到，它展示了信号在不同频率上的能量分布情况。

接下来，我们需要从频谱图中估计出信号的载波频率偏移。

一种常用的方法是通过寻找频谱图中能量最高的频率点来估计载波频率偏移。

由于LFM信号的频谱特性，其频谱图中能量最高的频率点对应着信号的中心频率。

通过计算频谱图中能量最高的频率点与理论中心频率之间的差值，我们可以得到载波频率的偏移量。

除了寻找频谱图中能量最高的频率点，还可以使用其他方法来估计载波频率偏移。

例如，可以通过计算频谱图的重心来估计载波频率的偏移量。

重心是频谱图中能量分布的中心位置，通过计算重心的位置，我们可以得到载波频率的偏移量。

基于LFM信号的载波频率偏移估计方法在无线通信系统中具有广泛的应用。

它可以用于解调LFM信号，提高信号的接收质量。

此外，它还可以用于雷达系统中的目标跟踪和测速等应用。

总之，基于LFM信号的载波频率偏移估计是一种常用的方法，可以通过分析信号的频谱特性来实现。

它在无线通信系统中具有重要的应用价值，可以提高信号的接收质量和系统性能。

相干ofdm 系统中的频率偏移补偿算法

相干ofdm 系统中的频率偏移补偿算法随着通信技术的不断发展，OFDM 技术因其高效率、抗干扰等优势在无线通信中得到广泛应用。

然而，在实际通信过程中，由于各种原因（如载波发生漂移、多径效应等因素），接收端信号中会出现频率偏移。

频率偏移会严重影响OFDM系统的性能，因此需要采用补偿算法进行校正。

本文将介绍OFDM系统中的频率偏移补偿算法。

一、频率偏移的原因在OFDM系统中，由于每个子载波除了在正交方向上与其他子载波正交外，在时域上其实是相邻符号之间存在交叠的。

这样，在实际通信过程中由于多种原因，接收端收到的信号会发生频率偏移。

主要包括以下两种情况：1.载波本身在传播过程中发生的漂移。

由于某种原因，$n$ 载波的频率偏移 $\Delta f_n$ 略微变化，这将导致接收到的OFDM信号在频域上发生偏移。

2. 多径效应的影响。

在传播过程中，信号会经过多条路径到达接收端，如果在路径上存在不同的传播速度和相位，就会导致接收到的信号相位错位，从而使其频谱发生偏移。

二、频率偏移补偿算法OFDM 系统中的频率偏移通常由局部的载波频偏和整体的频偏组成。

局部的载波频偏可以通过将接收端的载波频率与信号的载波频率相比较获得。

而整体的频偏需要在全局范围内进行估计，这通常包括计算相邻信道的频偏之差或信号的绝对值等。

当我们估计了接收信号的频率偏移后，我们需要对其进行校正，以恢复原来的频率。

一般的，我们可以使用两种方法对接收信号进行频偏补偿。

1. 基于RB方法的频率偏移补偿法在 OFDM 系统中，不同的子载波之间存在相互干扰，而 RB（reference subcarrier blocks）方法可以用来克服这种相互干扰的问题。

RB方法将系统中每个子载波分成三个部分：参考载波、检测载波和数据载波。

每个参考载波的相位被假定为零，这样就可以用它们的相位与其余数据载波的相位之间的差值来估计信号中的频率偏移。

然后，我们就可以使用该估计值来校正接收到的信号。

OFDM频率偏移估计算法分析

OFDM频率偏移估计算法分析摘要作为一种特殊的多载波调制技术，正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）因其高频谱利用率、高数据传输速率以及良好的抗多径干扰性能，广泛地应用于数字音视频广播、无线局域网等高速数据传输系统中。

OFDM通信系统具备所有这些优势的前提是收发两端子载波均要保持良好的正交性，然而，在实际应用中，晶振的非理想因素以及移动通信中多径信道产生的多普勒频移将会造成OFDM系统发射机与接收机载波中心频率的偏移（CFO，Carrier Frequency Offset），而这将严重破坏子载波之间的正交性，因此OFDM系统接收机必须对载波频偏加以估计并对接收信号进行相应补偿以保证解调数据的准确性。

通常，将这一操作称为载波频率同步，也可简称为频偏估计。

由于OFDM系统对CFO非常敏感，微小的CFO就能造成系统误码性能的大幅下降，因此，频率同步技术是OFDM 系统的关键技术之一。

本论文首先回顾了OFDM技术发展的历史，然后从基本的OFDM系统的原理出发，阐述了OFDM系统中的同步问题。

接着详细阐述了定时同步偏差和载波频率偏差对系统性能的影响。

最后，对现有的频率同步技术（即，盲同步算法和非盲同步算法）进行了介绍且重点介绍了三种具有代表性的载波频偏估计算法：子载波间干扰（ICI，Intercarrier interference）自消除方法，高阶子载波间干扰（ICI）自消除方法和频率偏移盲估计方法，并通过仿真比较分析了它们在加性高斯白噪声信道和频率选择性信道下的估计性能。

关键词：正交频分复用；载波频率偏移；子载波间干扰；盲载波频偏估计；自消除ABSTRACTAs a special multicarrier modulation technique OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）has been widely used in data transmission systems such as Digital Video/Audio Broadcasting systems and wireless LAN systems, due to its high spectral efficiency, high data rate, and excellent performance to combat with multi-path interference. It is the orthogonality between the sub-carriers in OFDM systems that guarantees all those strengths mentioned above. However，the carrier frequency offset, caused by the non-ideal factors of the oscillators and the Doppler Shift introduced by the multipath channel, will destroy the orthogonality between the subcarriers. In order to get a better performance, the receiver should estimate the carrier frequency offset and then compensate the received signal, which is usually called as carrier frequency synchronization or frequency offset estimation for short. OFDM systems are very sensitive to carrier frequency offset, that is to say, a small frequency shift could degrade the system performance dramatically. Therefore, frequency synchronization technique has become one of the key techniques of OFDM systems.Firstly, this dissertation reviews the history of the development of OFDM technique. According to the basic OFDM theory, this dissertation describes synchronization of OFDM systems. Then,describes the effect of the timing offset and frequency offset to the system in detail. Finally, the frequency synchronization of existing technologies（i.e. the blind algorithm and the non-blind algorithm）is introduced and this dissertation focus on the three typical carrier frequency offset estimation algorithm: Intercarrier Interference Self-Cancellation, High-order Intercarrier Interference Self-Cancellation and Blind Deterministic Frequency Offset Estimation Method. Performances under AWGN channel and frequency-selective channel are analyzed and compared by simulation.Keywords: Orthogonal Frequency Division Multiplexing（OFDM）; Carrier Frequency Offset; Intercarriers Interference; Blind Carrier Frequency Offset Estimation; Self-cancellatio目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2OFDM技术的历史及发展现状 (1)1.3OFDM技术的优缺点 (2)1.3.1 OFDM技术的优点 (2)1.3.2 OFDM技术的缺点 (3)1.4论文的主要工作和章节安排 (4)2 OFDM系统基础 (5)2.1无线信道特征 (5)2.1.1 多径信道模型和信道参数 (6)2.1.2 多径时延扩展衰落效应 (7)2.1.3 Doppler扩展衰落效应 (9)2.2正交频分复用（OFDM）技术与频分复用（FDM）技术的比较 (9)2.3OFDM系统的分类 (10)2.3.1 CP-OFDM 系统 (10)2.3.2 ZP-OFDM系统 (11)2.4基于IFFT/FFT的OFDM系统原理 (11)2.4.1 OFDM的基本原理 (11)2.4.2 基于IFFT/FFT的OFDM系统 (14)2.4.3 串/并变换 (14)2.4.4 信号映射 (15)2.4.5 利用IFFT/FFT实现OFDM符号的调制与解调 (15)2.4.6 保护间隔 (16)2.4.7 循环前缀 (17)2.5OFDM系统的关键技术 (18)2.5.1 信道建模 (18)2.5.2 时域和频域同步 (19)2.5.3 信道估计 (19)2.5.4 信道编码和交织 (20)2.5.5 降低峰值平均功率比 (20)2.5.6 均衡 (21)3 OFDM系统的同步技术 (22)3.1OFDM系统的3种同步 (22)3.2OFDM系统中的载波频率同步 (22)3.2.1 载波频率偏移的形成原因 (22)3.2.2 载波频率偏移的影响 (25)3.2.3 载波频率偏移的数学分析 (25)4 频偏估计算法研究 (26)4.1频偏估计概述 (26)4.2OFDM移动通信系统中子载波间干扰（ICI）自消除方法 (27)4.2.1 标准OFDM系统中子载波间干扰（ICI）的原理 (28)4.2.2 消除子载波间干扰（ICI）的调制原理 (29)4.2.3 消除子载波间干扰（ICI）的解调原理 (31)4.2.4 子载波间干扰（ICI）自消除的性能仿真 (33)4.2.5 子载波间干扰（ICI）自消除的性能分析 (34)4.3高阶子载波间干扰（ICI）自消除方法 (35)4.3.1 cubic方法 (35)4.3.2 quadric方法 (35)4.3.3 高阶子载波间干扰（ICI）自消除的性能仿真 (36)4.4OFDM移动通信系统中有效的频偏盲估计方法 (38)4.4.1 盲载波频率偏移（CFO）估计的代价函数 (38)4.4.2 无噪声情况下，代价函数的余弦函数模型 (41)4.4.3 有噪声情况下，代价函数的余弦函数模型 (43)4.4.4 盲估计载波频率偏移（CFO） (45)4.4.5 频偏盲估计方法性能分析 (46)结论 (47)致谢 (48)参考文献 (49)附录 (50)1 绪论1.1 引言自二十世纪初意大利科学家马可尼在人类历史上第一次实现了无线电通信，一个多世纪以来，无线通信技术取得了极大的发展。

OFDM系统的频偏估计算法

OFDM系统的频偏估计算法吉磊;李玉柏【期刊名称】《计算机应用研究》【年(卷),期】2011(28)4【摘要】结合中国移动多媒体广播(CMMB)信道的帧结构和调制方式,利用不同数据码元间共轭相乘的算法来完成整数倍频偏(IFO)的捕获.最后采用最小二乘估计法捕获采样频偏和残余频偏.计算机仿真验证了算法能准确地完成频偏估计.%Combining with the frame structure of China mobile multimedia broadcasting ( CMMB), this essay introduced an integer frequency offset (IFO) captured algorithm using conjugate multiplication between adjacent symbols. At last, introduced a least-squares approximation algorithm to acquire the sampling frequency offset and the residual frequency offset. The computer simulation proves that least-squares approximation can get precise results.【总页数】3页(P1479-1480,1485)【作者】吉磊;李玉柏【作者单位】电子科技大学,通信与信息工程学院,成都,611731;电子科技大学,通信与信息工程学院,成都,611731【正文语种】中文【中图分类】TP929【相关文献】1.多径信道OFDM系统小数倍频偏估计算法改进研究 [J], 李波;李涛2.OFDM系统中存在IQ不平衡时的时域频偏估计算法 [J], 王非一;辜方林;王杉3.基于连续符号平均功率方差最小化的CM-OFDM系统盲载波频偏估计算法 [J], 于秀兰;黄璇4.一种OFDM系统混合ICA盲频偏估计算法 [J], 黄洋;杨霄鹏;余侃民;焦玲5.OFDM系统中基于循环前缀的频偏估计算法 [J], 虞云梅;霍丽丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

低复杂度的ofdm粗频偏估计算法

低复杂度的ofdm粗频偏估计算法OFDM，即调制解调多载波技术，是当代星座系统中使用最为广泛的一种新型高效数字技术，它能够同时处理多个并行密切相关的信号（也可以处理多种种类不同参数的信号），以及在信号传输中具有高可靠性、高调制率和可扩展性等特点。

但是，OFDM工作的前提条件是其粗频偏精准估计，这主要取决于现有的估计算法的复杂度。

因此，针对改善OFDM信号的性能，提出更低复杂度的粗频偏估计算法显得尤为重要。

下面，就此介绍几种低复杂度的OFDM粗频偏估计算法：Regular Sparse Representations 算法是一种低复杂度OFDM粗频偏估计算法，该算法基于一致稀疏表示，利用相关信息和统计计算来估计调制解调多载波系统中的频偏参数。

值得注意的是，该算法可以控制相关信息的施加，从而改善估计的性能和稳健性。

Fixed Spatial Sampling 算法是一种低复杂度的OFDM粗频偏估计算法，该算法通过采样不同时间和频率维度，设计一个定空间采样估计，基于采样点的观测值，进一步推导一个定性和定量的粗频偏估计。

同时，该算法还能够有效地控制采样影响。

Cross-Typical Correlation Coding算法是一种低复杂度的OFDM粗频偏估计算法，该算法采用跨类型的相关编码方式，将具有不同频率的信号编码成一条信息流，从而确定信号的不同特征参数，如相位关联性和频率偏移量，从而减低粗频偏估计的复杂度。

总结而言，现有的低复杂度的OFDM粗频偏估计算法及其有力的稳健性和高可靠性，在改善传输效率、提高系统可靠性和减少噪声方面都具有重要作用。

但是，对于不同应用场景，针对性的优化和改进仍然是需要进一步加以研究、改进的空间。

通信工程毕业论文-基于OFDM系统的导频辅助的CFO估计算法

本科生毕业论文（设计）中文题目基于OFDM系统的导频辅助的CFO估计算法英文题目Pilot-aided CFO Estimation AlgorithmBased on OFDM System学生姓名班级学号学院专业通信工程专业指导教师职称摘要摘要近年来，通信技术的发展迎来了它的巅峰期，但是有限的频谱却严重限制了通信技术的发展。

OFDM技术是一种应用十分广泛的调制技术，它主要被应用于高速无线数据传输领域，尤其是无线接入领域和移动通信领域。

OFDM将一条高速数据流转换为多条低速数据流，利用相互正交且重叠的多个子载波进行数据传播，提高了频谱资源的利用率。

但是在OFDM系统中，会出现CFO问题，CFO会破坏子载波间的正交性，导致信道之间的互相干扰（ICI），影响系统性能。

为了克服CFO，提高时变信道下OFDM系统的频率同步的性能，本文在已有算法基础上提出了一种基于时变信道下OFDM系统中的小数倍的导频辅助的CFO估计的改进算法，本算法通过对原CFO估计算法的合理近似运算，以及对ML估计准则的改进和优化，进而降低了运算复杂度，提高了系统性能。

最后对本文所讨论的改进算法进行了软件仿真，结果也证明，改进算法的CFO估计性能要优于原算法。

关键词正交频分复用导频载波频率偏移载波间干扰ABSTRACTABSTRACTIn recent years,the development of communication technology is celebrating its peak period.However,the limited spectrum resources has limited the development of communication technology.OFDM is a widely used modulation technology.It is mainly used in high-speed wireless data transmission field,especially in the field of the wireless access and mobile communications.OFDM decomposes the high-speed data stream into a plurality of low speed sub data streams,it uses multiple sub carriers which are orthogonal and overlapping each other for data transmission,so it improves the spectrum utilization rate.However,in OFDM system,there will be CFO problems.CFO will destroy the orthogonality between sub carriers,causing ICI,which will affect system performance.In order to overcome CFO and improve the synchronization performance of OFDM system under time-varying channel,this paper has proposed an improved CFO estimation algorithm which is based on time varying channel and pilot assisted OFDM system.Through the reasonable and approximate operation for the original algorithm,the improvement and optimization for the ML estimation criteria,our improved CFO estimation algorithm can reduce the complexity of computation,and it improves system performance.At last,we use MATLAB to simulate the improved CFO estimation algorithm which is discussed in paper,the results also prove the improved CFO estimation algorithm`s performance in better than the original algorithm.Keywords OFDM pilot CFO inter carrier interference目录目录第1章绪论 (1)1.1 论文研究背景及意义 (1)1.2 OFDM技术发展史 (3)1.3 OFDM技术的优缺点 (3)1.4 频偏估计算法研究现状 (4)第2章OFDM系统基本原理 (6)2.1 OFDM系统基本原理 (6)2.2 OFDM系统结构 (7)2.3 OFDM的数学描述 (7)2.4 保护间隔与循环前缀 (8)2.5 OFDM系统载波类型 (10)2.6 OFDM系统的时间离散模型 (11)2.7 OFDM系统的时间连续模型 (11)第3章CFO估计算法的研究 (13)3.1 OFDM系统CFO估计算法的模型 (13)3.2 CFO对系统性能的影响 (14)3.3 基于时变信道OFDM系统的ML（最大似然）的CFO估计算法 (14)3.4 基于导频辅助的CFO估计算法 (18)3.5 改进的导频辅助CFO估计算法 (20)3.6 仿真分析 (22)3.7 小结 (25)第4章总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)英文缩略词 (29)第1章绪论1.1 论文研究背景及意义从古至今，通信就一直存在，无非是在不同时期有不同的方式和不同的载体；古代通信方式就有很多种，例如书信、狼烟、号角和打更等等，它们有一些共同的特点：速度慢，方法原始，传递内容不及时不准确，信息容量也很小（除书信外），并且容易丢失。

OFDM系统定时与频率偏移估计

!""#年!月第!$卷第%期北京邮电大学学报&’()*+,’-./010*23*04/)5067’-8’565+*9:/,/;’<<(*0;+60’*5=/>?!""#@’,?!$A ’?%文章编号B %""$C D E !%F !""#G "%C ""E H C "#I J K L 系统定时与频率偏移估计李伟华M 章蓓蕾M 吴伟陵F 北京邮电大学信息工程学院M 北京%""N $H G摘要B 在分析现有算法的基础上M 提出了一种新的算法M 并对其进行了仿真O 仿真结果表明M 无论是在多径信道还是在P QR A 信道M 该算法的定时估计和频率偏移估计的均方差都要优于最大似然算法和S 集相关T 算法O 关键词B 后三代移动通信系统U 定时恢复U 频率偏移估计中图分类号B :A V!V W D 文献标识码B PX Y Z Y [\]^_‘a ^b c d [eJ b ^f g ^[_c I h h i ^j k i j Y Z d j Y ‘[h ‘bI J K L l c i j ^Zm n Q/0C o (+M p q P A R./0C ,/0M Q3Q/0C ,0*2F n *-’)<+60’*r *20*//)0*2s ;o ’’,M ./010*23*04/)5067’-8’565+*9:/,/;’<<(*0;+60’*5M ./010*2%""N $H M t o 0*+G u v i j b d _j B w =x y 055/*50604/6’60<0*2)/;’4/)7+*9-)/z (/*;7’--5/6/560<+60’*M ;())/*6*’*C 9+6+C +09/9/560<+60’*</6o ’959’*{6|’)}|/,,’*<(,60~+6o;o +**/,?.+5/9’*6o /+*+,7505’-6o /;())/*6</6o ’95M +*/|</6o ’905~)’~’5/9+*950<(,+6/9?:o /50<(,+60’*)/5(,655o ’|6o +66o /</+*5z (+)//))’)’-6o /60<0*2+*9-)/z (/*;7’--5/6/560<+60’*-’)~)’~’5/9</6o ’9055(~/)0’)6’6o +6’-6o /<+!0<(<,0}/,0o ’’9+*9/*5/<>,/;’))/,+60’*</6o ’95?"^c #‘b e i B >/7’*9E R <’>0,/5756/<5U 60<0*2)/;’4/)7U -)/z (/*;7’--5/6/560<+60’*收稿日期B!""!C "V C %!作者简介B 李伟华F %V $#$G M 男M 博士生O r C <+0,B ,0|/0o (+%;~06?;’<?;*吴伟陵F %V E N $G M 男M 教授M 博士生导师O由于正交频分复用F w =x y G 能够克服信道的频率选择性衰落M 它已经成功地应用到无线局域网&数字广播以及固定本地无线接入系统中O 但是M w =x y 的一个显著的问题是对定时和频率偏移敏感O 有关定时和频偏估计的算法包括两类B 第一类是数据辅助估计F 9+6+C +09/9G M 即基于导频符号U 另一类是非数据辅助F *’*C 9+6+C +09/9G 估计M 即盲估计O 它是利用w =x y 信号的结构M 如循环前缀’%(和虚子载波做估计’!(O 本文中仅讨论非数据辅助估计算法M 在分析当前算法的基础上给出了一种新的算法M 并给出仿真比较结果O)当前算法的分析和比较w =x y 接收机收到的信号可由下式表示**********************************************************B万方数据!"#$%&"#$’()"*+,#-./$01"#$"2$其中3&"#$为数据符号经过4556变换后的时域信号7-为相对频率偏移71"#$为高斯白噪声7/为556的阶数8非数据辅助估计算法中最经典的算法是最大似然"9:$算法3它是利用循环前缀的性质得到定时和频率偏移估计的代价函数;2<8最大似然算法定时的定时量度如下=>"?$%@?0A B 2#%?!"#$!C"#0/$"+$9:算法中3当找到理想定时点D 时3计算>"?$的值正好是E 5F 9块中的A 个循环前缀的采样点与E 5F 9块中相隔/点的采样点的共轭对应相乘后3再把A 个点相加8这样做相关的缺点在于=在多径衰落信道下3循环前缀的一部分采样点被E 5F 9块间干扰"4G 4$干扰了3使用循环前缀的全部A 个采样点做相关就会影响>"?$的值8因此3基于循环前缀的9:算法在多径的情况下受到很大影响3对于频率偏移估计也因为一部分采样点被4G 4干扰而受到影响3这就是9:算法只适合H IJ K 和平坦衰落信道的原因8为了克服基于循环前缀9:算法的缺陷3文献;L <中提出M 集相关N 的概念8但M 集相关N 的算法依然存在缺点3它没有一个稳定的M 平顶N 3特别是在频偏较大时尤为严重3这就很难判断无4G 4干扰的间隔3M 集相关N 算法的另一缺陷是需要大样本的条件3这不利于定时的快速捕获8另外3文献;L <没有考虑到频率偏移的估计3这也是需要完善的8M集相关N 算法定义的定时估计的量度如下=>"#$%@OB 2?%P!C"#0?"/0A $$!"#0?"/0A $0/$@OB 2?%P!"#0?"/0A $$Q+@OB 2?%P!"#0?"/0A $0/$Q+"L $式"L $的分子表示采样点之间的相关值3分母的作用是归一化3O 表示使用O 个E 5F 9块做定时估计8R 提出的新算法观察到上述两种算法的缺陷3我们提出了一种新的算法=将一个E 5F 9块中的S 个采样点的共轭与其相隔/点的采样点相乘3然后将O 个E 5F 9块中相同位置的采样点相加3可以使采样点的幅度变化很小3注意3这里S 的取值要适当3一般取T UV 8这种方法是利用M 集相关N 的优点并剔除其缺点3既能获得无4G 4干扰的间隔3又能使定时度量有一个稳定的M 平顶N 8算法的另一个优点是捕获时间要比M 集相关N 算法的捕获时间短8重新定义定时估计的量度如下=>"#$%@OB 2?%P @S B 2W %P!C"#0W 0?"/0A $$!"#0W 0?"/0A $0/$@OB 2?%P @S B 2W %PX!"#0W 0?"/0A $$X Q +@OB 2?%P @S B 2W %PX !"#0W 0?"/0A $0/$X Q +"Y $图2给出L 种算法对于相关值计算的比较8在获得定时信息之后对频偏进行估计3使用无4G 4干扰的间隔内的采样点3这就消除了基于循环前缀9:算法中使用受4G 4干扰采样点的缺陷8ZL 第2期李伟华等=E 5F 9系统定时与频率偏移估计万方数据定义相对频偏均方差为!"#$%&’(#)#*(+,"-$#*".$%)/+012".*$"3$其中42".*$%5.*6%.*)7.)/8"6$89"6:;$<对于最大似然估计47.%=4最大似然利用循环前缀的所有采样点>对于集相关算法47.的取值是定时量度中?平顶@的长度>对于新算法47.的取值是定时量度中?平顶@的长度加上A <图/B 种定时方法相关值的计算C 数值仿真以均方误差"DE F $为准则比较B 种算法的性能<定义定时均方误差为!".$%&’(.).*(+,4频率偏移的均方误差见式"-$<仿真参数为G 子载波数/H +I 4循环前缀+-3个采样点4子载波的调制方式为J K E L <信道模型G I 径M N O P Q R S T 衰落U 多径之间指数衰落U 每径延迟V H 个采样点<从图+可以看出4新算法无论是在哪种情况下4性能都要比相同条件的集相关算法好<在-H 个W X Y D 块U E Z M 大于I [\的情况下4新算法优于集相关算法在/-H 个W X Y D 块的情况<使用集相关算法的条件是大样本4小样本时性能很差<新算法相对集相关算法可以使用更少的W X Y D 块而性能不会损失很大4因此定时捕获更快<图B 为]^_Z 信道下定时算法的均方差比较4新算法用+H 个W X Y D 块就能达到很好的性能4而集相关算法即使在]^_Z 信道下也要/H H 个W X Y D 块以上才能获得优良性能4否则还不如D‘算法<这又一次说明集相关算法需要大样本才能获得优良的性能<图中给出了不同W X Y D 块的定时均方差比较<图I 为多径信道下4-H 个W X Y D 块4不同算法对频率偏移的估计<集相关和新算法在多径信道下对频偏的估计都比最大似然算法好4这是因为最大似然算法使用循环前缀的所有采样4而循环前缀的一部分采样因为多径效应受到了干扰4影响估计的精度<新算法比集相关算法优越的原因是它能更最准确的确定无a \a 干扰的循环前缀采样部分4即对?平顶@部分估计的更准<bB 北京邮电大学学报第+V卷万方数据系统定时与频率偏移估计万方数据。

非合作通信中OFDM系统的载波频率偏移盲估计方法

非合作通信中OFDM系统的载波频率偏移盲估计方法作者：天天论文网日期：2015-12-31 11:55:12 点击：0摘要：针对非合作通信系统中多径信道下OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统载波频率偏移估计性能不佳的问题，本文提出了一种OFDM 系统载波频率偏移盲估计的新方法。

该方法首先提出了基于OFDM 系统子载波间幅度差值的估计代价函数，然后推导出了基于相邻子载波间幅值乘积的代价函数，最后对代价函数进行近似变换并通过多项式内插方法对从而实现了载波频率偏移的估计。

仿真结果表明，在多径信道条件下，本文方法不但具有良好的估计性能而且计算复杂度较低。

关键词：正交频分复用；载波频率偏移；盲估计；多项式内插；多径信道正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)为代表的多载波技术已应用于通信对抗、频谱监测等非合作通信领域中。

OFDM 的子载波间需要保持正交，对载波频率偏移(Carrier FrequencyOffset, CFO)比单载波更加敏感[1]。

但是，由于收发两端晶振的误差以及多普勒频移等因素使会导致系统产生载波频率偏移，使得OFDM系统各子载波的正交性遭到破坏，会引起载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)，从而导致系统的性能恶化。

因此，在OFDM 系统接收端必须对载波频率偏移进行估计，以消除其对系统性能带来的影响。

在非合作通信中，由于接收端未知发送端的信息，无法利用导频或训练符号等辅助数据[2-3]来估计CFO，只能采用非辅助数据的盲估计方法对CFO 进行估计。

近年来，一些学者对CFO 的盲估计方法展开了研究，这些估计方法具有带宽利用率高，信号不容易被截获等优点。

文献[4-5]提出了一种基于频域上功率差值函数的CFO 盲估计方法，但该方法计算复杂度高并存在较高的误差平台；文献[6]利用符号间的功率差值来估计OFDM系统的CFO，但是该方法在时变衰落信道中估计性能较差；文献[7]提出了一种基于相邻符号相同位置处的幅度乘积来的CFO 盲估计方法，但是该方法采用了较多的符号数且在时变衰落信道中性能不佳；文献[8]提出了一种自适应的功率差值函数对OFDM 系统的载波频率偏移进行盲估计，但是该方法在衰落信道中估计性能较差且计算复杂度较高。

新的O FD M系统载波频偏盲估计算法

新的O FD M系统载波频偏盲估计算法余侃民;黄洋;杨霄鹏;刘鸣真【期刊名称】《计算机应用研究》【年(卷),期】2017(34)1【摘要】In view of high complexity of the existing frequency offset estimation algorithms,this paper propsed a new blind es-timation algorithm based on constant modulus signal.It was assumed that the channels changed slowly,the adjacent OFDM symbols would generate the same channel responses,by measuring the amplitude difference between them,it derived a kind of objective function.By using the curve fitting method,it obtained the minimum value of the objective function at this point,the value of CFO estimation was closest to the true value.Simulation results show that the proposed algorithm is better than the exi-sting PDE-F[1]algorithm and PDE-T[2]algorithm,improving estimationaccuracy,reducing the complexity.The algorithm has better applicabilityand stability under the conditions of constantly changing variations of narrow band noise and received signal gain.%针对现有频偏估计算法复杂度高的问题，提出一种新的基于恒模信号的盲估计算法。

OFDM中的频偏估计的开题报告

OFDM中的频偏估计的开题报告题目: 基于OFDM的频偏估计算法研究一、研究背景随着移动通信技术的不断发展和普及，OFDM技术已经成为了多种通信系统的核心技术。

同时，由于多种因素的影响，如低质量的晶振、信号的多次反射等，导致通信信号中经常存在频率偏移，因此对OFDM技术中的频偏估计算法进行研究，具有非常重要的现实意义。

二、研究内容1.频偏估计算法原理研究OFDM技术中频偏估计算方法主要有最大似然算法、LS算法、LMS算法等，需要对各种算法进行原理性研究，分析其适应范围和优缺点。

2.系统设计和实现基于研究中得出的算法理论，设计并实现一个OFDM系统，包括系统接收端和发射端的设计。

3.仿真设计和数据分析使用MATLAB等仿真工具对设计好的OFDM系统进行仿真，对系统的接收性能进行数据分析，分析系统的性能表现和其它性能因素，从而改进和优化算法。

三、研究意义1.提高OFDM系统频偏估计准确率和鲁棒性。

2.深入研究OFDM技术和频偏估计算法的理论和实践，填补该方面的研究空白。

3.具有一定的指导意义，为相关领域的科学家和研究人员提供参考。

四、研究难点1.OFDM技术中频偏估计算法的复杂性较高，算法的实现需要考虑多种因素，对算法本身的理解和应用程度要求较高。

2.系统实现和仿真设计要考虑到通信系统的各种因素的影响，对设计者自身的经验水平要求较高。

3.尽管OFDM技术已经成熟，但对于RF电路和DSP算法的熟练掌握也是必不可少的。

五、研究方法和步骤1.主要采用文献综述和理论分析的方法，对OFDM技术和频偏估计算法进行研究。

2.自主设计OFDM系统，开发实验平台，进行实践性研究。

3.将仿真结果与实际测试结果进行比对分析，从而改进和完善算法。

六、研究成果1.发表高水平学术论文。

2.制定相关设计指南，为后续研究提供参考。

3.提高OFDM通信系统的可靠性和稳定性。

4.对通信行业的发展提供理论指导和技术支持。

七、预期目标1.研究出一种准确性和鲁棒性优秀的频偏估计算法。

正交频分复用系统频率偏移估计的研究的开题报告

正交频分复用系统频率偏移估计的研究的开题报告一、研究背景随着无线通信技术的发展，正交频分复用（OFDM）被广泛应用于各种通信系统中。

由于无线信号的传输受到多种干扰因素的影响，OFDM系统中频偏是一个非常重要的问题。

频偏会导致子载波的相位偏移，从而降低通信系统的性能。

因此，需对OFDM信号进行时频偏校正，保证信号的稳定传输。

目前，现有的频偏估计方法主要基于导频和数据，例如基于最小二乘法（LS）、最小均方误差（MMSE）、极大似然估计（MLE）等方法。

但随着信号传输频宽的增大，信道变得更加复杂，这些方法逐渐趋于复杂，计算量增大。

因此，需要寻找一种更加高效的频偏估计方法。

二、研究目的本研究旨在提出一种高效的OFDM系统频率偏移估计方法。

该方法能够在保证信号传输质量的前提下，减少频偏估计的计算量，提高频偏估计的准确性。

具体研究目标如下：1. 综合现有的频偏估计方法，针对OFDM系统中存在的频率偏移问题，提出一种高效的频偏估计方法。

2. 根据提出的方法设计相应的算法，在不降低信号传输质量的前提下，尽量减少频偏估计的计算量，并提高频偏估计的准确性。

3. 对提出的频偏估计方法进行模拟仿真，评估其在不同信噪比情况下的性能表现，并与现有的方案进行对比分析。

三、预期研究成果1. 提出一种高效的OFDM系统频率偏移估计算法。

2. 设计相应的数学模型，描述提出的算法。

3. 基于Matlab对提出的频偏估计算法进行模拟仿真，并与现有的方案进行对比分析。

4. 提出改进方案，进一步提高基于OFDM系统的频偏估计方法的性能表现。

四、研究方法和技术路线本研究采用现有的频偏估计方法为基础，探索一种新的、高效的OFDM系统频偏估计方法。

具体的研究方法和技术路线如下：1. 研究现有的频偏估计方法，分析各种方法的优缺点。

2. 综合现有方法，针对OFDM系统中存在的频率偏移问题，提出一种更加高效的频偏估计方法。

3. 基于提出的频偏估计方法，设计相应的算法，并建立相应的数学模型。

MIMO-OFDM迭代时变频偏估计算法

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ＡｂｓｒｃＴｈＭＯ— ｔａｔ：ｅＭＩＯＦＤＭ，ａｈｇｓｅｄｃｍｍｕｃｔｎｔｃｏｏｙ，ｓｔｓｅｈｅｄｍａｄｆｔｅｉｈ—ｐｅｏｎｉａｉｅｈｎｌｇｏａｉｆｓｔｅｎｓｏｈｉ
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ＳＣＣＣ编码中含有交织器，以避免突发错误＿。采可３Ｊ
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OFDM系统定时与频率偏移估计

OFDM系统定时与频率偏移估计
李伟华;章蓓蕾;吴伟陵
【期刊名称】《北京邮电大学学报》
【年(卷),期】2004(27)1
【摘要】在分析现有算法的基础上,提出了一种新的算法,并对其进行了仿真.仿真结果表明,无论是在多径信道还是在AWGN信道,该算法的定时估计和频率偏移估计的均方差都要优于最大似然算法和"集相关"算法.
【总页数】4页(P36-39)
【关键词】OFDM;定时估计;频率偏移估计;正交频分复用;第三代移动通信系统【作者】李伟华;章蓓蕾;吴伟陵
【作者单位】北京邮电大学信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.533
【相关文献】
1.多径信道下OFDM系统的采样频率偏移盲估计方法 [J], 李兵兵;孙珺;刘明骞
2.OFDM系统中定时偏移的估计技术 [J], 阮象华;徐德军
3.一种OFDM系统定时偏移估计新算法 [J], 郑美华;鲁昆生
4.OFDM无线系统载频与定时偏移估计算法 [J], 龙承志;李立宏;吴伟陵
5.MIMO-OFDM系统中的采样钟频率偏移估计 [J], 郭漪;刘刚;葛建华
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OFDM系统剩余载波频偏估计算法性能比较

OFDM系统剩余载波频偏估计算法性能比较
行江涛;行明顺
【期刊名称】《北京电子科技学院学报》
【年(卷),期】2009(017)004
【摘要】针对剩余载波频率偏移对OFDM系统性能的影响,分析了OFDM系统中常见的三种导频辅助剩余栽波频率偏移的估计算法:SK算法、WJJW算法和SYJW 算法,并比较了它们在多径衰落信道环境下的性能.仿真表明,SYJW算法的估计精度最高,在信道信噪比为20dB情况下,比SK算法高8倍,比WJJ算法高0.6倍.
【总页数】6页(P49-54)
【作者】行江涛;行明顺
【作者单位】美国3DSP公司西安代表处,陕西,西安,710075;解放军西安通信学院,陕西,西安,710106
【正文语种】中文
【中图分类】TN919
【相关文献】
1.信噪比辅助的OFDM系统剩余载波频偏估计算法 [J], 任光亮;行江涛;常义林
2.协作OFDM系统中改进的载波频偏估计算法 [J], 鲍晶晶;赵兴华
3.OFDM系统载波频偏估计算法研究 [J], 胡蕾;杨铁军;李瑞光
4.基于连续符号平均功率方差最小化的CM-OFDM系统盲载波频偏估计算法 [J], 于秀兰;黄璇
5.一种新的OFDM系统载波频偏估计算法 [J], 胡蕾;杨铁军
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