适用于多径衰落信道的OFDM同步方法

  作者:张维文 李洪梁 赵明 孟德永 崔如心 时间:2017-10-27来源:电子产品世界

编者按:针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系统在多径衰落信道中容易受到同步误差的影响,本文提出了两种OFDM符号同步方法。该方法利用重复共轭对称的训练序列和改进的定时测度与判决方法完成符号定时;利用序列的一致性与频域差分编码进行频偏估计。分析与仿真结果表明,在多径衰落信道中与传统方法相比,本文提出的方法具有更好的同步性能和较低的计算复杂度。

3.2 细符号定时测度分布

 3.3 定时测度曲线仿真结果

3.4 均方根误差与误判概率

  本文通过STO和CFO的均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)来衡量算法的性能,并给出了符号定时的误判概率(Probability of False Detection, PFD),在每个信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)下仿真1000次。在多径衰落信道中,ε为随机变量,且|ε|≤16,多径信道h在每次仿真中随机生成,且传输路径L=8,τmax=Ng

  图3给出了STO和CFO的RMSE。从图3(a)中可以看出,S&C、Park、Minn以及GL.Ren算法的定时性能受到SNR的影响较小,主要是受到多径衰落的影响;SD.Choi与文献[7]算法的定时性能高于前四种算法,但SD.Choi不能用于频偏估计,而[7]的频偏估计精度较低;本文提出的TIT与EIT算法在仿真中没有出现误判,具有较高的定时性能。

  从图3(b)中可以看出,Minn、[7]以及GL.Ren算法的频偏估计具有较高的RMSE,并且随着SNR增大其估计精度没有较大的改善,主要原因是Minn算法部分序列符号为负[7],与GL.Ren算法中PN序列加权都破坏了训练序列的重复结构,在多径衰落信道中其前后部分不再保持一致性,这也是本文在设计训练序列结构时没有采用PN加权的原因之一;S&C、Park、TIT、EIT算法的RMSE低于Minn[7]、以及GL.Ren算法,在SNR=0时RMSE达到10-2,同时由于S&C与Park算法的定时性能较低,因此本文提出的TIT和EIT算法优于S&C与Park算法。

  表1给出了对应于图3(a)的8种算法在相应STO范围内的定时次数与PFD,进一步说明了各个算法在定时方面的性能。

4 结论

  本文提出了两种基于重复共轭对称训练序列的OFDM同步算法。仿真结果表明,提出的TIT与EIT算法具有较高的同步性能,在多径干扰较小的情况下可以使用TIT算法完成符号定时,同时具有较高的传输效率,而在多径干扰严重的衰落信道中,可以使用EIT算法,这两种算法不仅运算量小,而且性能稳定可靠,可适用于军用的多径衰落信道中OFDM系统的符号同步。

  参考文献:

  [1]张孟伯,杨晓静,张欣冉.基于相关性的OFDM盲目识别与参数估计方法[J].火力与指挥控制,2015,5(40):99-103.

  [2]李杨,黄晶晶.基于扩展H∞滤波的0 FD M自适应盲信道估计算法[J].火力与指挥控制,2015,4(40):68-71.

[3]B PARK,H CHEON,KANGC,etal.A novel timing estimation method for OFDM Systems[J].IEEE Communications Letters,2003,7(5):239-241. [4]REN GL,CHANG Y L,ZHANGH,etal.Synchroni- zationMethod Based on a New Constant Envelop Preamble for OFDM Systems[J].IEEE Transactions on Broadcasting,2005,51(1):139-143.

[5]CHOI S D,CHOI J M,LEE J H.An Initial Timing Offset Estimation Method for OFDM Systems in Rayleigh Fading Channel[C]//IEEE 64thVehicular Technology Conference,2006:1-5.

  [6]石峰,王晨,周柱,等.一种新的基于重复共轭对称构前导的OFDM同步算法[J].国防科技大学学报,2010,32(3):103-108.

  [7]石峰,胡登鹏,王晨,等.一种基于PN序列加权前导的自适应OFDM符号同步算法[J].电子与信息学报,2011,33(5):1166-1171.

  [8]罗仁泽,杨娇,戈勇华.叠加共轭对称训练序列的OFDM系统时频同步方法[J].电讯技术,2014,54(9):1231-1236.

  [9]刘晶,熊春林,魏急波,等.利用CAZAC序列共轭对称性的OFDM时频同步算法[J].信号处理,2015,31(9):1209-1214.

[10]KIM Y H,SONG I,YOONS,etal.AnEfficient Frequen- cy Offset Estimator for OFDM Systems and Its Performa- nceCharacteristics[J].IEEE Transactions on Vehicular Technology,2001,50(5):1307-1312.

  本文来源于必威娱乐平台 2017年第11期第55页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。

1 2

关键词: 正交频分复用 符号同步 多径衰落信道 频偏估计 201711

加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号:EEPW

或用微信扫描左侧二维码

相关文章

查看电脑版