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《正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中一種抗多徑衰落的聯(lián)合時(shí)頻同步算法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、58中國空間科學(xué)技術(shù)ChineseSpaceScienceandTechnology2011年12月第6期正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中一種抗多徑衰落的聯(lián)合時(shí)頻同步算法劉程貞金蓬嘉(上海航天電子有限公司，上海201821)昊學(xué)英(中國空間技術(shù)研究院，北京100094)摘要在正交頻分復(fù)用(0rthogonalfrequencydivisionmultiplexing，OFDM)通信系統(tǒng)中提出了一種基于新穎訓(xùn)練序列的同步算法。該訓(xùn)練序列只使用了一個(gè)0FDM符號，并且具有中心對稱和前后部分一致的雙重結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行完粗定時(shí)同步和小數(shù)倍頻率同步后，使用逆快速傅里葉變換(IFFT)運(yùn)
2、算來進(jìn)行精確的聯(lián)合信道路徑定時(shí)和整數(shù)倍頻偏估計(jì)。IFFT運(yùn)算使得算法復(fù)雜度得到較大簡化并且估計(jì)速度增快。在精定時(shí)同步階段，提出了信干比最大的準(zhǔn)則來估計(jì)最佳定時(shí)位置，這一準(zhǔn)則使得定時(shí)估計(jì)的精度更高。試驗(yàn)仿真表明：提出的同步算法比傳統(tǒng)的同步算法在抗多徑衰落和偽多徑方面具有更加優(yōu)越的性能。關(guān)鍵詞正交頻分復(fù)用同步多徑信道衛(wèi)星通信DoI：10．3780／j．issn．1000一758X．2011．06．0091引言由于正交頻分復(fù)用(OrthogomlFrequencyDi、，isionMultiplexing，OFDM)技術(shù)具有很高的頻譜效率且能有效地對抗多徑衰落，此
3、項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被用在許多高數(shù)據(jù)率的無線通信系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻廣播(DAB)、數(shù)字視頻廣播(D、仍)、無線高保真技術(shù)(wiFi)、全球微波互聯(lián)接人(WiMAX)和第三代合作伙伴計(jì)劃的長期演進(jìn)無線標(biāo)準(zhǔn)(3GPPLTE)中。0FDM技術(shù)已經(jīng)被確定為第四代移動(dòng)通信的核心技術(shù)之一。同時(shí)，對低軌道衛(wèi)星和高空飛行平臺的測控和通信而言，需要抑制低仰角萊斯信道環(huán)境中的信號衰落并消除多徑效應(yīng)，而開展對0FDM技術(shù)的應(yīng)用研究就是解決該問題的重要途徑之一。但是，0FDM對確定快速傅里葉變換(FFT)窗的起始定時(shí)位置特別敏感，定時(shí)位置超出了最大多徑時(shí)延到循環(huán)前綴長度這一范圍會(huì)導(dǎo)致符號間干
4、擾(ISI)Ⅲ；另一方面，OFDM對多普勒頻移和收發(fā)機(jī)晶振不一致產(chǎn)生的載波頻率同步錯(cuò)誤也非常敏感[21。載波頻率同步錯(cuò)誤會(huì)破壞子載波之間的正交性，進(jìn)而導(dǎo)致子載波間干擾(ICI)。因此，需要將頻率同步錯(cuò)誤減小到足夠小而不至于產(chǎn)生ICI[3
5、。由于OFDM系統(tǒng)對于定時(shí)同步錯(cuò)誤和載波頻率錯(cuò)誤都比較敏感，在接收端首先要進(jìn)行定時(shí)同步，之后進(jìn)行頻率同步。最近幾年有很多文獻(xiàn)針對OFDM系統(tǒng)提出了聯(lián)合定時(shí)和頻率同步的算法。目前已經(jīng)提出的聯(lián)合定時(shí)和頻率同步算法在高斯信道中有優(yōu)越的性能，但是在多徑衰落信道中卻有其性能局限性。本文主要聚焦基于導(dǎo)頻輔助(基于導(dǎo)頻輔助的算法既適用于0
6、FDM系統(tǒng)的突發(fā)模式也適用于0FDM系統(tǒng)的連續(xù)發(fā)送模式)的聯(lián)合定時(shí)和頻率同步算法，提高了聯(lián)合定時(shí)和頻率同步算法在多徑衰落信道中的性能。收稿日期；2011一04—07。收修改稿日期：2011一07一04!旦!!生!!旦±墾窒回登堂蕉查§2本文基于一種新穎訓(xùn)練序列提出的3步聯(lián)合定時(shí)和頻率同步算法能有效地解決定時(shí)平頂和偽多徑問題。第一步，利用訓(xùn)練序列的雙重結(jié)構(gòu)得到增強(qiáng)型的自相關(guān)定時(shí)準(zhǔn)則能消除定時(shí)平頂使得粗定時(shí)估計(jì)的方差得到較大減??；第二步利用逆快速傅里葉變換(IFFT)運(yùn)算聯(lián)合估計(jì)最強(qiáng)信道路徑和整數(shù)倍頻率偏差；第三步提出信干比最大的準(zhǔn)則進(jìn)行精定時(shí)估計(jì)。試驗(yàn)仿真表明
7、：在多徑信道中，本文提出的同步算法能得到比傳統(tǒng)的同步算法更精確的定時(shí)同步位置和頻偏估計(jì)。2信號模型發(fā)送端的IFFT輸出采樣數(shù)據(jù)為．Ⅳ一l“的一者蚤礫xp(j2般∥N)(1)式中尼一O，1，?，N一1；N為子載波總數(shù)；置為發(fā)送數(shù)據(jù)符號第卵個(gè)子載波上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。假設(shè)采樣準(zhǔn)確，經(jīng)過多徑衰落信道后得到的接收采樣數(shù)據(jù)可以表示為蘭，(愚)=芝：矗(￡)x(愚一口——z)exp(j27c屜行／N)+'．，(志)(2)式中曰表示0FDM符號的未知到達(dá)時(shí)間；￡表示歸一化的載波頻偏；，表示多徑路徑總數(shù)；z表示多徑索引號；'．，(忌)表示加性高斯白噪聲；^(z)表示多徑信道的沖激
8、響應(yīng)。3提出的算法3．1新穎訓(xùn)練序列本文采用了一種特殊的時(shí)域設(shè)計(jì)訓(xùn)練符號來進(jìn)行定時(shí)同步和頻偏估計(jì)。該訓(xùn)練符號時(shí)域數(shù)據(jù)可以表示成s=[s(o)，s(1)，?，s(N一1)]。s滿足兩個(gè)條件：條件1s(足)一s(N／2+七)，其中O≤壹≤N／2—1。條件2s(忌)=s(N一憊)，其中1≤足≤N／2—1。3．2粗定時(shí)估計(jì)和小數(shù)倍頻偏估計(jì)在接收端，發(fā)送信號的采樣值和接收信號的采樣值的關(guān)系可以表示成J一1，(愚)=[∑矗(z)s(點(diǎn)一口一z)]exp(j2雉五／N)+'．，(志)(3)f=0根據(jù)條件1，可知訓(xùn)練符號是前后兩部分一致的0FDM符號，根據(jù)文獻(xiàn)[4—5]，可
9、以得到定時(shí)準(zhǔn)則為M(i)一》c川Ⅲ川+釧∑r’(i+
