北京大学-OFDM系统的频偏与时偏
北大数字通信课件：7-- 13 采样时刻偏差与载波频率偏差
8000
Part 1
10000
12000
14000
Part 2
Sampling timing error – part 1
0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Figure 3
Sampling timing error – part 2
The sampled signal becomes
r(n) r(t) |tnT s(n) exp( j2 ( fc fc ')Tn) s(n) exp( j2 dfTn)
载波频率偏差对单载波系统的影响
1 0.8 0.6 0.4
信号虚部 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
• P(D) = (1 + D) (good for ISI) • P(D) = (1 – D) (not good) • P(D) = (1 – D)(1 + D) = 1 – D2 (good for ISI and DC offset)
消除符号间干扰的方法
① 设计满足 Nyquist 准则的滤波器 ② 设计边瓣尽可能低的滤波器
其中：ht
g
ct
d
，为通道时域响应
接收滤波器的输出为：
yt Inxt nT wt n0
式中 x(t) 表示接收滤波器对输入脉冲 h(t)的响应；
在 t T 时刻抽样，且令x0 1，则有：
yk In xkn vk n0
消除符号间干扰的方法
OFDM系统定时与频偏估计算法研究的开题报告
OFDM系统定时与频偏估计算法研究的开题报告一、选题背景OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术是一种在宽带通信中广泛应用的传输技术，其优点包括高速率、高可靠性、抗多径等，目前已经应用于许多无线通信系统中。
然而，由于频域子载波之间存在相互干扰的交叉项，OFDM信号具有频偏敏感度高、时频耦合等问题，如果不能有效地进行时频同步，将会严重影响系统的性能。
因此，OFDM系统的定时和频偏估计是OFDM系统设计中十分重要的关键问题。
二、选题意义和研究内容OFDM系统定时与频偏估计算法的研究，是解决OFDM系统时频同步问题的一个重要途径。
有效的定时和频偏估计算法可以提高OFDM系统的性能，提高系统的可靠性和传输效率。
本文将主要研究OFDM系统中的定时和频偏估计算法，其中包括幅度相关法、最大似然法、导频法、迭代检测法等方法。
其中，导频法是基于OFDM系统中的导频符号进行时频同步，相对比较简单；而迭代检测法则可以通过反复检测和调整来提高同步的可靠性和准确性。
三、研究方法和技术路线本文中，我们将使用Matlab进行仿真实验，通过对不同的OFDM系统时频同步算法进行仿真和分析，从而找到最优的同步算法，并比较不同算法的性能和适用性。
技术路线如下：1、OFDM系统基础原理介绍2、OFDM系统时频同步算法介绍3、重点研究导频法和迭代检测法两种方法的优缺点4、使用Matlab进行仿真实验验证算法的性能和适用性5、对实验结果进行分析和总结，得出结论四、预期研究成果本文预期通过研究OFDM系统的定时和频偏估计算法，深入了解其原理和特点，并通过仿真实验验证其性能和适用性。
同时，可以找到最优的算法，并得出对OFDM系统时频同步算法的分析和总结，为相关领域的研究和应用提供参考。
五、研究计划和进度安排第一阶段（1-2周）：查阅相关文献，并进行OFDM系统技术和同步算法的理论研究第二阶段（2-4周）：熟悉Matlab，并进行OFDM系统时频同步算法的模拟实验第三阶段（4-6周）：对实验结果进行分析和总结，得出结论并撰写论文第四阶段（6-8周）：完成论文的修改和完善，并准备答辩六、参考文献[1] Daniel E. Bosco. OFDM-based broadband wireless networks. IEEE Wireless Communications, 2000, 7(6): 14-22.[2] Holmes, M. J., & Verdu, S. (2003). An overview of timing synchronization in wireless OFDM systems. IEEE Wireless Communications, 10(1), 19-27.[3] Anjali. L, Santhi. H. Time Synchronization in OFDM Communication Systems—Review. Journal of Signal and Information Processing, Volume 2, Number 2, May 2011, pp. 91-100.[4] C.-Y. Ho, Y. Zhao, and H. Liu. Iterative symbol and timing synchronization for OFDM systems. IEEE Trans. on Broadcasting,48(4):301-307, Dec. 2002.[5] B. Hirosaki, S. Sugiura, H. Furukawa, and M. Sawahashi. Aperiodic correlation for VSB-OFDM systems. IEEE Trans. on Broadcasting, 43(198):222-230, March 1997.。
OFDM系统频偏估计与补偿
图 1 传统的频分复用多载波技术
图 2 OFDM 多载波调制技术
(1)串并变换 数据传输的典型形式是串行数据流，符号被连续传输，每个数据符号的频谱可占据整个
带宽。但在并行数据传输系统中，许多符号同时传输，这可以减少一些在串行系统中出现的 问题。
对于高速的数字通信系统，每个传输符号的速率能够达到每秒几万比特，如果以典型的 串行方式传输，这意味着每个符号的传输时间只有几十微秒。在如此短的时间内传输大量数 据，一旦信道产生较大的变化，尤其是在无线信道环境中，显然，误码率将会大大增加。
dt
∑ ∫ =
1 T
N −1
di
i=0
ts ts
+T
exp⎢⎣⎡
j
2π
i
− T
k
(t
−
t
s
)⎥⎦⎤
dt
=
dk
(4)
即可恢复出期望符号。对其它子载波来说，在积分间隔内频率相差整数倍个周期，故积 分结果为零。这充分体现了各子载波间的正交性。
这种正交性还可以从频域角度理解。图 3 给出了 OFDM 符号中各子载波信号的频谱图。 可以看出，在每一子载波频率的最大值处，所有其他子信道的频谱值恰好为零；也就是说， OFDM 各子载波信号之间的正交性避免了子信道间干扰(ICI)的出现。
∫1
T
T 0
exp(jωnt)
exp(jωmt)dt
=
⎧1 ⎩⎨0
m=n m≠n
(3)
例如对(2)式中的第 k 个子载波进行解调，然后在 T 内积分，即：
∫ ∑ dˆk
=1 T
ts +T exp⎜⎛−
ts
⎝
j2π
k T
相干ofdm 系统中的频率偏移
相干ofdm 系统中的频率偏移
相干OFDM系统中的频率偏移是一个重要的问题。
在OFDM系统中，多个子载波被同时传输，每个子载波的频率是相互独立的，因此在接收端进行频率同步是非常重要的。
如果频率不同步，会导致不同子载波之间的相位差错，从而影响到系统性能。
频率偏移的主要来源有两种：一是由于发射端和接收端使用的时钟频率不同，二是由于信道的多普勒效应。
对于时钟频率不同步的情况，可以通过在发射端添加一个已知的频率偏移量，在接收端进行估计和补偿来解决。
对于多普勒效应引起的频率偏移，可以通过在接收端使用时域等化器来抵消。
频率同步的方法有多种，例如基于参考信号的方法、基于导频的方法和基于自适应算法的方法等。
其中，基于参考信号的方法是一种较为简单和实用的方法，可以通过在发射端添加一个已知的参考信号，在接收端进行匹配滤波和频率估计来实现频率同步。
总之，相干OFDM系统中的频率偏移是一个非常重要的问题，需
要采用合适的方法进行解决。
在实际应用中，需要根据具体情况选择适合的频率同步方法，以保证系统性能的稳定和可靠。
- 1 -。
OFDM系统定时与频偏估计算法研究的开题报告
OFDM系统定时与频偏估计算法研究的开题报告一、研究背景随着移动通信技术的不断发展，OFDM（正交频分复用）系统已成为现代无线通信领域中应用最广泛的多载波调制技术之一。
OFDM系统的高效率和稳健性使其在4G和5G无线网络中广泛应用。
然而，OFDM系统中的定时和频偏估计仍然是一个重要的问题，它会影响到系统的性能和稳定性。
OFDM系统中的频率偏移由于传输信道的复杂性而产生，而定时误差则可以由同步问题或其他因素引起。
因此，准确的定时和频偏估计对于OFDM系统的性能至关重要。
本文将研究OFDM系统中的定时和频偏估计算法，以提高OFDM系统的容错能力和性能。
二、研究目标本文的研究目标是：1.分析OFDM系统中的定时和频偏估计的基本原理和算法。
2.研究OFDM系统中的时钟同步、导频插入和信道估计等技术对定时和频偏估计的影响。
3.设计并实现一种高效的定时和频偏估计算法，提高OFDM系统的容错能力和性能。
三、研究内容本文将重点研究以下内容：1. OFDM系统中定时和频偏的基本原理和算法。
包括最大似然估计法、时域插值法、导频插入法、相关法等定时算法，以及不同调制方式下的频偏估计算法。
2. 考虑OFDM系统中同步技术对定时和频偏估计的影响。
例如，高精度时钟同步可以提高OFDM系统的定时精度，从而提高系统的容错能力。
3. 研究导频插入和信道估计对定时和频偏估计的影响。
导频插入可以减少定时误差，信道估计可以提高频偏估计的准确性。
4. 设计并实现一种高效的定时和频偏估计算法，提高OFDM系统的容错能力和性能。
四、研究方法本文的研究将采用以下方法：1. 综述OFDM系统中定时和频偏估计的基本原理和算法，分析其优缺点，并比较不同算法的性能。
2. 通过仿真分析OFDM系统中同步技术对定时和频偏估计的影响。
3. 通过仿真研究导频插入和信道估计对定时和频偏估计的影响。
4. 设计并实现一种高效的定时和频偏估计算法，并通过仿真和实验评价其性能和稳定性。
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。
NC-OFDM的定时和频偏估计的开题报告
NC-OFDM的定时和频偏估计的开题报告一、研究背景和意义NC-OFDM（Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing）, 即非连续正交频分复用, 是一种新型多载波调制技术。
与传统的连续正交频分复用（CO-OFDM）相比, NC-OFDM可以选择性地将子载波集中在频谱的某些区域, 从而避免功率浪费, 提高频谱利用率。
同时, NC-OFDM也相对于CO-OFDM具有更强的抗干扰能力和更好的频谱适应性。
在NC-OFDM系统中, 由于子载波的非连续性, 定时和频偏估计成为了关键技术之一。
其准确性直接影响到系统的性能, 因此对于具有挑战性的无线信道环境, 如多径衰落、多种干扰和频率偏移等环境下的NC-OFDM系统, 定时和频偏估计算法的研究至关重要。
二、研究内容和计划本文着重研究NC-OFDM系统中的定时和频偏估计技术, 主要包括如下三个方面:1.定时估计技术研究NC-OFDM系统中的定时估计主要分为粗同步和精同步两个阶段。
粗同步使用前缀和后缀序列, 利用同步头和信号头来估算初始定时偏移量；精同步则利用残留时序误差来修正初始估计值。
本文将分析并比较常见的定时估计技术, 如基于互相关函数（CCF）的方法、最小二乘（LS）法、差分（DF）法等。
2.频偏估计技术研究在NC-OFDM系统中, 由于多径衰落和信道导致的频偏变化, 需要采用频偏估计算法来对其进行补偿。
本文将研究基于互相关函数（CCF）的脉冲探测法、最小二乘（LS）法、基于训练序列的方法等频偏估计技术, 并比较其性能和复杂度。
3.算法性能分析和优化本文将由理论和实际仿真两个方面对所研究的定时和频偏估计技术进行性能分析和对比。
根据分析结果, 本文将对所研究的算法进行优化, 以提高NC-OFDM系统的性能。
三、预期结果与意义本文旨在研究NC-OFDM系统中的定时和频偏估计技术, 对比不同算法的性能和复杂度, 并对其进行优化, 以提高系统的性能。
OFDM系统中一种简单的克服载波频率偏移的方法
ｓ ｓｅ ｙ ｔｍ． Ｔｈ ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｓｍ ｅｈ ｄｃ ｕｄ ａｓ ｐ ｏ ｅｔ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｔ ｅｓ ｓｅ ｅｓｍｕ ａｉ ｅｕ ｔ ｈ ｗｓｔ ｉ ｔｏ ｏ ｌ ｌｏ ｉ ｒ ｖ ｈ ｅ ｆｒ ｎ ｅｏ ｈ ｙ ｔｍ． ｏ ｍ Ｋｅｗｏ ｄ ： ｃｒ ｉｒｆｅ ｕ ｎ ｙ ｏ ｆｅ ＣＦ ； ０ｍ Ｍ ； Ｆ ｙ ｒ ｓ ａｒｅ ｒｑ ｅ ｃ ｆｓ ｔ（ ０） ＦＴ
维普资讯
电 子
ＥＬＥ ＣＴＲ０ＮＩ Ｃ
测
量
技 术
ＴＥＣＨＮ０ＩｏＧＹ
第 ２ 卷 第 ３期 ９
２０ ０ ６年 ６月
ＯＦ ＤＭ 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 １ ０ ８ ；２ １ ０ ０ ３ ．北京大学 北京 １ ０ ７ ） ０ ８ １ 摘 要 ：文中提出 了一种简单 的方法 ，用 来对 正交频 分复 用 （ Ｄ ＯＦ Ｍ）系 统 中载波频率 的偏 移进行 纠正 。传统
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ Ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｐ ｅｍ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒ ｃ ｒ ｉ ｒ ｆｓ ｔ ｏ ｒ ｃ ｉｎ ｉ １ Ｍ ｙ ｔｍ Ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ．Ｔｈ ｒ ｄ ｔ ｎ ｌ ｓｒ ｃ ： ｎ ｔ ａ ｅ ，ａ ｓ ｉ ｍ ｌ ｔ ｏ ｏ ａ ｒｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｔ ０Ｆ ） ｓ ｓ ｅ ｉ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｎ ｄ ｃｄ ｅｔ ａ ｉｉ ａ ｏ ｍ ｅ ｈ ｄ ｉ ａ ｒｅ ｎ ｔ ｏ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｍ ｅ ｈ ｄ ｒ ｏ ｔ ｏ ｓ ｃ ｒ ｉｄ ｏ ｉ ｍｅ ｄ ｍａｎ， ｎ ｈ ｔ ｏ ｅ ｍｍｅ ｄ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ｃ ｈ ｒ ｅ ｆｓ ｔ ｂ ｃ ｎ ｅ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ Ｏ ｃ ｒ ｅ ｔ ｔ ｅ ｃ ｒ ｒ ｏ ｆ ｅ ｙ ｄ ａ ｉ ｃ ａ ｇ ｎ ｈ ｗｉ ｄ ｅ ｆ ｃｏ ｆｔ ｅ Ｆ ｈ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔ ｄ ｌ ａ ｔ ｒｏ ｈ ＦＴ．Ｔｈ ｏ ｇ ｈ ｓｍｅ ｈ ｄ。ｗｅ ｃ ｎ ｎ ｔｏ ｌ ｖ ｉ ｈ ｅ ｂ ｃ ｙ ｕ ｉ ｇ ｆ Ｉ ｒ ｒｕ ｈ ｔ ｔ ｏ ｉ ａ ｏ ｎ ｙ ａ ｏ ｄ ｔ ｅ ｆ ｅ ａ ｋ ｂ ｓｎ ｃ ｗａ ｄ ｄ ｒ ｅ ｒ ｒ ｃ ｒ ｅ ｔ ｎ ｕ ｌ ｅ ｕ ｅｔ ｅ ｔ ｅ ｆｃ ｍ ｐ ｅ ｌｉ ｌ ｔ ｎ ｉ ｒ ｅ ｏ ｒ ｄ ｃ ｈ ｏ ｒｃ ｎ ｕ ｐ ｉ ｎ ｏ ｈ ｒ ｏ ｏ ｒ ｃ ｉ ，ｂ ｔ ｓ ｒ ｏ ａ ｏ ｄ ｃ ｈ ｉ ｓｏ ｍ ｏ ｌｘ ｍｕ ｔ ｉ ｉ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｕ ｅｔ ｅ ｐ ｗｅ ｏ ｓ ｍ ｔ ｆｔ ｅ ｐ ｃ ｏ ｎ ａ ｏ
OFDM系统中定时和频偏估计算法的研究的开题报告
OFDM系统中定时和频偏估计算法的研究的开题报告一、选题背景随着通信技术的发展，OFDM（正交频分复用）系统被广泛应用于无线通信领域，如移动通信、卫星通信、数字广播、Wi-Fi等。
OFDM系统具有频带利用率高、强抗干扰等优点，因此，它成为众多无线通信标准的基础，如4G-LTE、5G等。
OFDM系统的关键问题之一就是定时和频偏估计，它们直接影响了OFDM系统的性能和可靠性。
在OFDM系统中，正交子载波是在频率上紧密排列的，因此，必须解决子载波之间的干扰问题。
这就需要在接收端进行定时和频偏估计。
定时估计是OFDM系统中一个重要的算法，目的是为了在接收端实现符号的同步。
在OFDM系统中，定时误差将导致子载波之间的干扰，而且越接近信号开始处，它对信号的影响越大，因此，定时估计是OFDM 系统中的一个关键问题。
同样，频偏误差也会导致子载波之间的干扰，进而影响OFDM信号的性能和可靠性。
因此，频偏估计也是OFDM系统中的一个关键问题。
二、选题意义OFDM技术是当今无线通信系统中应用最为广泛的技术之一，如5G、Wi-Fi、数字电视等。
在OFDM系统中，定时和频偏估计是实现数据传输的基础，因此，定时和频偏估计研究的重要性不言而喻。
本课题旨在探究OFDM系统中定时和频偏估计算法，为OFDM系统的实现和研究提供参考和帮助。
通过对OFDM系统定时和频偏估计算法的研究，可以提高OFDM系统的性能和可靠性，为无线通信系统提供更优质的服务。
三、选题内容本课题的研究内容主要包括OFDM系统中定时和频偏估计算法的理论分析与实验验证。
具体的研究方向和内容如下：1. OFDM系统概述- OFDM的基本原理- OFDM系统的特点和优点2. 定时估计算法- 周期性前缀的利用- 自相关函数法- 最小二乘法- 时域幅度自相关函数法- 小波变换法3. 频偏估计算法- 周期自相关函数法- 最大似然法- 贝叶斯估计法- 半监督方法- WLS估计法4. 系统性能分析- 理论分析- 实验验证四、研究方法本课题将主要采用文献研究和实验验证相结合的方法来开展研究工作。
第13讲-OFDM系统的频偏与时偏
3
Quadrature
1
-1
-3
-3
-1 1 In-Phase
3
29
6
二、载波频率偏移对 OFDM 系统接收信号的影响
• 变换后传输信号表示为： 设发射端经过 IFFT 变换后传输信号表示为：
7
8
9
结论： 结论： 由于频偏的存在， ① 由于频偏的存在，传输在任何子载波上的信号都会对其它 子载波产生干扰。 子载波产生干扰。 有关，与绝对子载波号无关。 ② 子载波间干扰与 l-k 有关，与绝对子载波号无关。 为子载波干扰系数， 系数。 ③ 称 Sl-k 为子载波干扰系数，或 ICI 系数。 ④ 所有子载波上都传有信号时，每个子载波上的 ICI 信号为 所有子载波上都传有信号时， 信号之和。 其他所有子载波上传输数据所产生的 ICI 信号之和。 当有载波偏移时，接收信号的星座图产生角度旋转， ⑤ 当有载波偏移时，接收信号的星座图产生角度旋转，同时 信号星座图扩散。 信号星座图扩散。
第十三讲) 数字通信 (第十三讲 第十三讲 OFDM系统的频偏与时偏 系统的频偏与时偏
2007 Yuping Zhao (Professor) 赵玉萍 Department of Eleijing 100871, China email: yuping.zhao@
1
OFDM 系统的载波频偏
一、载波频偏模型
设发射的 OFDM 符号为
2
3
4
OFDM系统载波偏移模型（没有噪声） 系统载波偏移模型（没有噪声） 系统载波偏移模型
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结论： 结论： ① 载波频率偏移对于低频信号的作用相当于在 OFDM时域采样序列上增添了一个等效指数 时域采样序列上增添了一个等效指数 因子 该因子是随着时间连续变化的， ② 该因子是随着时间连续变化的，即 n = 0 ~ N ③ 频偏对系统的影响可写为归一化频偏ε的函数 频偏对系统的影响可写为归一化频偏 的函数
OFDM系统的频偏估计算法
OFDM系统的频偏估计算法OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种用于无线通信系统的调制技术，利用多个低速矩形波形的正交子载波进行数据传输。
然而，由于无线信道的频偏和码间干扰等问题，需要对OFDM系统进行频偏估计，以保证数据传输的准确性和可靠性。
频偏是指接收信号中的频率失配，即传输信号与接收信号之间的频率差异。
频偏主要包括两个方面，即连续相位频偏和符号定时误差。
连续相位频偏指接收信号连续的相位偏移，而符号定时误差指接收信号在时域上的不精确对齐。
对于OFDM系统的频偏估计，有许多不同的算法可供选择。
下面介绍几种常见的频偏估计算法：1.周期自相关法：该方法是一种简单但有效的频偏估计算法。
它通过计算接收信号与原始信号的自相关函数来估计频偏。
该算法需要发送信号中有特殊的训练序列，并且要求该训练序列有较好的自相关性质。
2.最小二乘法：最小二乘法是一种常见的参数估计方法，在频偏估计中也有应用。
它通过最小化接收信号与理论信号的残差平方和，来估计频偏参数。
最小二乘法有多种变体，如最小二乘法频率估计法和最小二乘法相位估计法等。
3.峰值法：峰值法是一种简单直观的频偏估计方法。
它通过接收信号的功率谱密度函数的峰值位置，来估计频偏。
该算法需要对接收信号进行频谱分析，并找到功率谱密度函数的主要峰值位置。
4.盲估计法：盲估计法是一种不依赖于已知训练序列的频偏估计算法。
它通过利用接收信号的统计特性来估计频偏。
盲估计法包括基于统计独立性准则的方法和基于高阶统计特性的方法等。
频偏估计算法的性能主要受到信噪比、训练序列长度和信道条件等因素的影响。
通常，在设计OFDM系统时需要综合考虑算法的准确性、复杂度和实时性等因素。
总之，频偏估计是OFDM系统中的重要环节，对确保系统性能具有重要作用。
不同的频偏估计算法适用于不同的应用场景，设计者可以根据具体需求选择适合的算法。
OFDM系统中定时和频偏估计的设计与实现
收 稿 日期 ： ０ ７ ０ — ０ ２０— ８３
删 砒ｅ如 ｃ ２ ０ 。 电 子 元 嚣 件 主 用 ３ ｃ ０ ８５ ３
维普资讯
第 １卷 ０
第５ 期
电手元 器 件 焘 用
Ｅ ｅ ｔ ｎ ｃＣ ｍｐ ｎ ｎ ＆ Ｄｅ ｉｅ Ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｌ ｃｒ ｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｖｃ ｐ ｌ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ａ ９５ Ｄ ８ ７的控 制 字 通 过 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ中 的 接 口 电路 送 给
图 １ ０Ｆ ＤＭ系统 发 射 端 实 现 原 理 图
Ａ ９ ５ 。同理 ，在 接收 端 接 收数 据 前 ，１ １ １ Ｄ ８７ ＇ ０ 则 ｓ
先将 配 置 下 变频 Ａ ６ ５ 的控 制 字 通 过Ｆ Ｇ 送 给 Ｄ ６４ ＰＡ
关 键词 ：Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ；训 练序 列 ；频偏 估计 ；Ｃ ｒｉ算 法 ｏｄｃ
Ｏ 引 言
正交 频 分 复用 （ Ｄ ＯＦ Ｍ）是一 种 多载 波调 制 技
源 在 Ｄ Ｐ 依 次 进 行 编 码 、 串并 变 换 、 １ 一 Ａ Ｓ里 ６Ｑ Ｍ
调 制 、Ｉ 变换 及 加循 环 前 缀后 ，再加 上 由两个 Ｆ
半 符号 组成 的帧 同步 信 号 以及用 作 频偏 估 计 和信 道 估计 的两 个 长 训练 序 列 ，即可 形 成 一个 完 整 的
一
术 ，它 将 高 速 数 据 流 分 解 成 多 个 并 行 低 速 数 据
流 ，同时调 制 多 个 正 交 子 载 波 。Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ各 子 载 波
人 比较器 中进 行 比较 。 当 同时满 足式 （）和 ｆ１ ４ ５
如 在发射 端 发送 一个 特 殊 的训 练序 列 。该 训
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系统中定时与频偏算法研究的开题报告
OFDM系统中定时与频偏算法研究的开题报告一、选题背景及意义正交频分复用（OFDM）是一种多载波调制技术，它可以有效地解决传输信号受多径效应的影响而导致的间隙干扰问题。
OFDM系统通常需要在接收端对信号进行定时和频偏校准，以保证接收信号的正确性和可靠性。
因此，OFDM系统中的定时和频偏算法研究对于提高OFDM系统的性能至关重要。
二、选题目的和意义本文旨在研究OFDM系统中的定时和频偏算法，包括传统算法和新型算法，并将其应用于实际OFDM通信系统中，比较不同算法的性能和优缺点，探究OFDM系统中定时和频偏的影响因素，提出改进的算法策略，从而进一步提高OFDM系统的性能表现。
三、研究内容本文将主要研究以下内容：1. OFDM系统基本原理和关键技术介绍。
2. OFDM系统中的定时和频偏校准算法分析和研究，包括传统算法和新型算法。
3. 对比分析不同算法在OFDM系统中的性能表现和各自的优缺点。
4. 探究影响OFDM系统定时和频偏校准的因素。
5. 提出改进算法策略，优化OFDM系统定时和频偏校准算法。
6. 在MATLAB或其他平台下设计并实现定时和频偏校准算法，并进行仿真验证。
四、研究方法本文将主要采用以下方法：1. 文献调研法，对OFDM系统相关的文献进行资料搜集和研究，并总结OFDM系统定时和频偏校准算法的研究现状。
2. 理论研究法，对OFDM系统中的定时和频偏校准算法进行深入分析和研究。
3. 实验仿真法，利用MATLAB或其他平台对OFDM系统定时和频偏校准算法进行设计和实现，并进行仿真验证。
五、论文结构本文结构包括以下几个部分：第一章：引言。
说明课题选题的背景和意义，研究目的及方法。
第二章：OFDM系统基本原理和关键技术介绍。
介绍OFDM系统的基本原理，以及常用的OFDM调制方法，包括发生器的设计以及信道均衡算法的介绍。
第三章：OFDM系统中的定时和频偏校准算法分析和研究。
介绍OFDM系统中常用的各种定时和频偏校准算法，比较不同算法的性能和优缺点。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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Imaginary
1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -5 0 5
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Real
载波频率偏差， = 25%
6
4
2
Imaginary
0
-2
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Real
三、载波频率偏移纠正方法一
OFDM 系统载波偏移 的时域纠正方法
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三、载波频率偏移纠正方法二
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其中，S 中的每一项由前面的表达式给出
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传输信号为 (1 + j)
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.5
Re(Y(k))
0 -0.5 0
5 k
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传输信号为 (1 + j)
1.5 1 0.5
Im(Y(k))
0 -0.5 -1 0
5 k
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传输信号为 (1 + j)
1.5
1
ABS(Y(k))
0.5
0 0
5 k
10
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载波频率偏差， = 5%
3
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采样频率同步模型
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采样时钟偏差
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结论： ① 采样频率偏差导致 ICI ② ICI 值的大小与绝对的子载波号 l 有关
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收发端载波偏差对单载波系统的影响
?
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收发端载波偏差对单载波系统的影响
含相偏的星座图
3
Quadrature
1
-1
-3
-3
-1 1 In-Phase
数字通信 (第十三讲) OFDM系统的频偏与时偏
Yuping Zhao (Professor) 赵玉萍 Department of Electronics Peking University Beijing 100871, China
2016年3月
email: yuping.zhao@
因子 ② 该因子是随着时间连续变化的，即 n = 0 ~ N ③ 频偏对系统的影响可写为归一化频偏ε的函数
6
二、载波频率偏移对 OFDM 系统接收信号的影响
• 设发射端经过 IFFT 变换后传输信号表示为：
7
8
9
结论：
① 由于频偏的存在，传输在任何子载波上的信号都会对其它
子载波产生干扰。 ② 子载波间干扰与 l-k 有关，与绝对子载波号无关。 ③ 称 Sl-k 为子载波干扰系数，或 ICI 系数。 ④ 所有子载波上都传有信号时，每个子载波上的 ICI 信号为 其他所有子载波上传输数据所产生的 ICI 信号之和。 ⑤ 当有载波偏移时，接收信号的星座图产生角度旋转，同时 信号星座图扩散。
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OFDM 系统的载波频偏
一、载波频偏模型
设发射的 OFDM 符号为
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3
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OFDM系统载波偏移模型（没有噪声）
IFFT X (k ) s(n) r(n)
FFT Y(k)
exp(j2π/N× εn) 频域 时域 频域
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结论： ① 载波频率偏移对于低频信号的作用相当于在
OFDM时域采样序列上增添了一个等效指数