一种载波频偏估计算法的实现
一种面向测试的载波频偏盲同步算法及仿真
文章编号 ：1007-1423 （2014 ）26-0034-04
DOI ：10.3969/j.issn.1007-1423.2014.26.007
一种面向测试的载波频偏盲同步算法及仿真
刘健
（ 广东电网公司电力科学研究院 ， 广州 510080 ）
摘要要求： 字数在120-150字，并附 上英文翻译。
（a ） 中数字下变频 DDC 模块输出的基带 I/Q 信号 。 将系 统 的 分 析 带 宽 设 置 为 5MHz ， 等 效 采 样 率 设 置 为
6.4MHz。 滑动帧数 M 设置为 32， 频偏估计误差阈值 姿f
设置为 20KHz ， 对 64QAM 信号进行 1024 点 FFT 变换 ， 仿真结果如图 4 所示 。 图中的横线表示了载波频偏估 计时的信号功率电平阈值 Ｌ ， 图 4 （a ） 为 64QAM 信号未 平均的实时频谱 ， 带内信号频谱幅度快速抖动 ， 将会在 载波频偏盲估计中引入较大误差 。 图 4 （b ） 为经 32 帧频 谱滑动平均后的 256QAM 信号实时频谱 ， 消除了信号 频谱上的随机噪声 ， 估计精度将大大提高 。
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现代计算机
２０14.09 中
研究与开发
画图要求： 请在visio中绘 制
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图 1 典型测试 解调整 体 框图
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幅度在 DFT 变换的带宽内进行比较得到载波大频偏的 估计值 ， 最后根据得到的估计值改变 NCO 的输入端控 制信号 ， 使 NCO 的输出与输入两路的 I 、Q 两路信号分 别进行混频 ， 这样就补偿了接收信号中的频率偏差 。
以通信分析仪器的接收信号与发送信号之间不可避免 地存在一个较大的频率偏差 ， 该偏差的存在会严重影 响到接收机对接收信号进行有效的同步处理 ， 所以必 须进行大载波频偏的盲估计 ， 使得到修正的信号载波 频偏小于后级载波同步和定时同步算法的最大容许 值 。 目前常用的无线通信分析设备中针对载波大频偏 的校正估计和补偿主要采用一种基于快速傅里叶变换 （FFT ） 的载波频偏盲估计算法 。 该算法通过 FFT 得到 信号频率谱 ， 并据此对偏差进行修正 ， 其精度取决于
一种高效的OFDM载波频偏盲估计方法
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一种新的OFDM载波频偏盲估计方法
一种新的OFDM载波频偏盲估计方法
诸文;仇润鹤
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(024)003
【摘要】通过研究连续时间OFDM信号的相位特性,采用了一种新的过采样CFO 盲估计算法.这种方法利用由CFO产生的共同相偏来获得高性能频偏估计,具有高带宽和数据利用率的特点.无论在有噪声还是无噪声的情况下,都有良好的性能.仿真表明这种新方法比许多现存的盲估计算法性能更好.
【总页数】3页(P95-97)
【作者】诸文;仇润鹤
【作者单位】200051,上海,东华大学,信息科学与技术学院;200051,上海,东华大学,信息科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN124
【相关文献】
1.一种高效的OFDM载波频偏盲估计方法 [J], 周德富;蔡惠智
2.数字通信中载波频偏盲估计的一种新算法 [J], 高云峰;刘粉山
3.一种改进的基于DS/CDMA信号共轭周期平稳特性的载波频偏盲估计方法 [J], 黄永佳;邱玲;朱近康
4.一种新的OFDM采样频偏盲估计算法 [J], 刘鑫;向梅;邱嘉寅;戴宪华
5.一种新的OFDM系统载波频偏盲估计算法 [J], 韩冲;廉保旺;任璐
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载波与码相位分离的载波频偏估计算法
第33卷第9期 2010年9月合肥工业大学学报(自然科学版)JO U RN AL O F H EFEI U N IV ERSIT Y OF T ECH N OL O GYVol.33No.9 Sept.2010收稿日期:2009-09-07;修回日期:2009-11-10作者简介:任江涛(1985-),男,安徽安庆人,合肥工业大学硕士生;夏传浩(1959-),男,安徽合肥人,中国电子科技集团研究员,博士生导师;洪 一(1962-),男,安徽铜陵人,中国电子科技集团研究员,博士生导师.Doi:10.3969/j.issn.1003-5060.2010.09.019载波与码相位分离的载波频偏估计算法任江涛1, 夏传浩1,2, 洪 一1,2(1.合肥工业大学计算机与信息学院,安徽合肥 230009;2.中国电子科技集团公司第38研究所,安徽合肥 230031)摘 要:文章提出一种将载波与码相位分离的载波频偏估计算法。
该算法可以高精度、快速地估计卫星信号的载波频偏。
算法的主要思想是:在对卫星数字中频信号下变频后,将I 、Q 2路信号直接做乘法运算,实现二相码相位与载波频偏的分离,然后对信号进行FFT 频谱分析和频率精细估计,实现载波频偏的精确估计。
仿真实验表明此算法简单易行,可以实现高动态扩频信号的捕获,适用于导航接收机的开发。
此外,此算法为近地轨道(L EO)通信领域的研究提供了一个新思路。
关键词:多普勒频偏;码相位分离;F FT 频谱分析;频率精细估计中图分类号:T N967 1 文献标志码:A 文章编号:1003-5060(2010)09-1359-05C arrier -frequency offset estimation algorithmbased on separation of carrier and code phaseREN Jiang -tao 1, XIA Chuan -hao 1,2, H ONG Yi1,2(1.School of Computer and Information,Hefei Un iversity of T echnology,H efei 230009,China;2.No.38Res earch In stitute of Chin a E -lectronics Techn ology Group Corporation,H efei 230031,Ch ina)Abstract:This paper pro poses a carr ier -frequency offset estim ation algo rithm for separating carrier and code phase.The alg orithm can estimate quickly carrier -frequency of satellite sig nal at a hig h -accuracy lev el.T he algor ithm multiplies sig nal I by Q directly to reach the aim of binary code phase separ ationafter Digital Dow n Conversion(DDC).T hen,the exact estimation o f carr ier -fr equency offset is accom -plished by FFT spectrum analysis and fine frequency estimatio n.T he simulation ex periments dem on -strate that the alg orithm can capture high dy nam ic spread spectrum signal,and that it is easy to o pera -tion and applicable to the dev elo pm ent of navigation r eceiver.M oreov er,it provides a new appr oach fo r the research o n Low Earth Orbit(LEO)com munication.Key words:Doppler offset;separatio n of co de phase;FFT spectrum analy sis;fine frequency estima -tion卫星接收机的基带信号处理部分主要是完成对载波多普勒和码相位偏移的捕获和跟踪,以实现本地参考信号的载频和码相位与卫星信号的精确同步,解调出数据电文。
适用于恒定模值调制的OFDM系统的载波频偏跟踪算法
适用于恒定模值调制的OFDM系统的载波频偏跟踪算法
OFDM系统的载波频偏跟踪算法是指对于一种恒定模值调制
的OFDM系统，在信道环境发生改变时，如何对调制信号中
的载波频偏进行跟踪和修正，以确保接收端能准确解调出发送端所发送的信息。
本文将介绍一个适用于恒定模值调制的OFDM系统的载波频偏跟踪算法。
该算法基于信号相位旋转的方法，通过对接收信号进行FFT
变换后，找到变换后矩阵的最大值点，即信号能量最大的位置，在该位置处计算出当前信号的相位值。
接下来，将该相位值与前一时刻的相位值相减，得到相位抖动的变化值。
再将该变化值与基准相位值相减，得到载波频偏值。
具体来说，该算法的实现步骤如下：
步骤一：进行FFT变换，找到变换后矩阵的最大值点，计算
出当前信号的相位值。
步骤二：将当前相位值与前一时刻的相位值相减，得到相位抖动的变化值。
步骤三：将相位抖动的变化值与基准相位值相减，得到载波频偏值。
步骤四：将载波频偏值用于修正接收信号的相位，并将修正后的信号送入解调模块进行解调处理。
该算法的效果可以通过仿真实验进行验证。
在
Matlab/Simulink环境下，可以搭建恒定模值调制的OFDM系统，加入载波频偏扰动，并使用该算法对其进行频偏跟踪和修正。
实验结果显示，该算法能够有效抑制载波频偏引起的误码率增加，提高系统性能。
需要注意的是，该算法适用于对于相干信号进行调制的OFDM系统，因为OFDM本身就是一个相干调制技术，而非非相干调制技术。
在非相干调制技术中，由于信号无法保持相干，因此需要使用其他方法进行相位和频偏的估计。
一种新的针对突发MPSK信号的载波频偏估计算法
科技论 文
一
种新 的针对突发 ＭＰ Ｋ信号的 Ｓ 载波频偏估计算法
陈洪毅 苑小华
摘要 ：突发通信 系统需要快速恢复载波，本文在非数据辅助 （ Ｄ 延迟相 关频偏 Ｎ Ａ） 估计算法的基础上，给 出了一种符号内相关的频偏估计算法，计算机仿真结果表明 该算法具有低复杂度 、频偏估计范围大的优点。 关键词 ：突发通信
ｒ．．． ．． ． ． ．． ， Ｌ．．． ． ．，． ．．．．．．．．． ．， ．．． ．．．．． ．．． ．． ．。 ．．＿ ． ．．．．，．． ．ｒ． ． ． ． ｒ． ． ．． ．． ． ． ．． ．
能。匹配滤波器的滚降系数为 ０ ，码元观测长度 Ｌ为 １０个码元 ，分别在定时信息已 ． ５ ０
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的两个抽样点共轭相关，同样可以去除调制信息以及初始相位而无须进行 Ｍ 次方处理 ，
从而在同样的复杂度要求下 ，能够获得更好的性能。算法实现框图如图 ２ 。
图 ２符 号 内相 关频 偏估 计 算法原理框 图
在定时信息 已知 ， 信道响应满足奈奎斯特条件下，匹配滤波器的输出为 ：
ｙｋ ＝ｅｅ （） ｋ胁 ‘
１引言
非数据辅助 频偏估计 延迟相关
在无线通信系统中，由于多普勒频移和振荡器的精度等因素，使得接收机的载波和
载波频偏估计
载波频偏估计载波频偏估计是无线通信中一个重要的技术环节，它用于估计信号在接收端的载波频率与发送端的载波频率之间的差异。
在无线通信中，由于各种因素的影响，接收端的载波频率可能与发送端的载波频率存在一定的偏差。
因此，准确地估计载波频偏对于保证通信质量和提高系统性能至关重要。
在无线通信系统中，载波频偏主要由以下几个因素引起：晶体振荡器的精度、温度变化、电源电压波动、信号传输过程中的多径效应和多普勒效应等。
这些因素导致了接收端的载波频率与发送端的载波频率之间存在一定的差异，即载波频偏。
为了准确地估计载波频偏，通常采用的方法是通过接收信号的特定特征进行计算和分析。
常用的载波频偏估计方法有两种：基于时域的方法和基于频域的方法。
基于时域的方法主要利用信号的时延特性进行载波频偏估计。
其中，最常用的方法是自相关方法。
该方法通过计算接收信号与经过不同频偏的本地振荡器信号的相关性来估计载波频偏。
另外，还有一种基于最小二乘法的方法，通过对接收信号进行拟合来估计载波频偏。
基于频域的方法主要利用信号的频谱特性进行载波频偏估计。
其中，最常用的方法是通过快速傅里叶变换（FFT）将信号从时域转换到频域，并通过频谱分析来估计载波频偏。
此外，还有一种基于信号相位的方法，通过计算接收信号的相位变化来估计载波频偏。
除了上述方法，还有一些其他的载波频偏估计方法，如卡尔曼滤波法、最大似然估计法等。
这些方法根据不同的场景和需求，选择适合的方法来进行载波频偏估计。
在实际应用中，载波频偏估计通常是在接收端进行的。
接收端通过采集接收信号，并进行相应的处理和计算，得到载波频偏的估计值。
这个估计值可以用来进行信号解调、频谱分析、信号检测等后续处理。
在无线通信系统中，准确估计载波频偏对于保证通信质量和提高系统性能至关重要。
如果载波频偏估计不准确，会导致信号解调错误、误码率增加、通信距离缩短等问题。
因此，研究和改进载波频偏估计算法是无线通信领域的一个重要课题。
OFDM系统载波频偏估计算法研究
1
引言
第 三 代移 动 通 信�3 G� 在 中国 取 得 了快 速 发 展 和
2. 1 O F DM 系统载波频偏估计的 基本思想
频 率偏 移 估 计� 简 称 频 偏估 计 � 是 由 收发 设 备 的 本地 载频 之间 的 偏差 � 信 道 的多 普勒 频移 等 引起 的� 由 子载 波 间 隔 的整 数 倍 偏移 和 子 载 波 间 隔的 小 数 倍 偏移 构成 � 子载 波间 隔的 整数 倍偏 移时 抽样点 仍在 顶 点 �不 会引 起 载波 间 干扰 �I CI �� 但是 解 调出 来 的信 息 符号 的错 误概 率为 � 子载 波间 隔的 小数 倍偏 移时抽 样 点不 在顶 点� 破坏 了 子载 波之 间的 正 交性 从而 引起 了
界�
S N R � �� � 技术�除无线局域网标R � � � � � � � � � / � � � � � � � � + . SN R sin � � �� BW A �中 得到应 用�
欧 洲 E TSI的 Hip er L AN/ 2 等 � 外 �还 在 宽 带 无 线 接 入
2
O F DM 系统载波频偏估计系统模型
�
山 东 通 信 技 术
��� �年
是 在 分 组数 据 包 的 包头 加 一 个 专门 用 来 做 频 偏 估 计 � G( n) 式 中 代 表 信 道 的 频 域 相 应 通 过 简 单 的 均 的 O F� DM 块 另 一类 是非数 据辅 助 non-da t a-a ided) 衡就 可以 消除 其影 响 提 取出 所传 输的 数据 X ( n) � ( 即 盲 估计 它 利 用 O F DM 信号 的 结构 例 如 加 循 环 利用
但 是 �O F DM 系 统 也存 在 着不 足 �一 方面 �O F DM
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一
种载波频偏 估计算法的实现
孔艳芳
（ 重庆大学通信工程ห้องสมุดไป่ตู้院 ， 重庆 ４ ０ ４ ） ０ ０ ４
摘 要 ：载波 频偏估计问题和时钟 同步 问题是全数字接收机研 究中的两个重要 问题 ，本文仅讨论载波频率 偏移 估 计的问题 。本文针对多 电平 １Ｑ Ｍ信号采用了经典的非数据辅助的方法实现频偏估 计 ，讨论 了此经典 算法 ６Ａ
收端补偿 这个频偏 ，使 其不再转动 。为此要解决 这 些问题 ，就要进 行载波恢复 。而一定程度 的频率偏 移在接收端可 能造成信息 的误判 ，为 了保 证信息 的 可靠传输 ，对 载波频率偏移估 计方法 的研 究与改进 具有 重要意义 ［－ｏ本文 应用 了一种前馈 的开环非 １５ ，］ ４ 数据 辅助的频 率估 计算法 ，很 好地提高 了频偏估计
ａ ｄ ｔ ｅ ｗｈ ｔ ｕ ｓ ｎ ｎ ｉ ，ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｗａ ｅｌｚ ｄ ａ ｄ ａ ａ ｚ ｄ ａ ｅ ｅ ｄ ｏ ｉ ｐ ｐ ｒ ｓ ｄ ｉｉ ｉ Ｇａ ｓ ａ ｏｓ ｈ ｔ ｏ ｓｒ ａ ｅ ｎ ｎ ｌ ｅ ， ｔｔ ｎ ｆｔ ｓ ａ ｅ ， ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｓ ｔ ｗｉ ｖ ｅ ｉ ｅ ｉ ｙ ｈ ｈ ｍｕ ａ ｏ ｅ ｕ ｓ ｔ ｉ ｌ ｈ ｉ ｅｅ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ＮＲ＿ ｒ ｏ ａｅ ｔ ａ ｈ ｏ ｈ ｒ ｔ ａ ｈ ｆ ｅ ｃ ｆ ｈ ｏ ｓ Ｓａ ｄ ｅｓ ｄ Ｓ ａｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｅ ｃ ｔ ｅ ， ｈ ｎ ｔ ｅ ｉ ｌ ｎ ｅ ｏ ｔ ｅ ｎ ｉ Ｗａ ｄ ｒ ｓｅ ． ｈ ｎｕ ｅ
引起 相位抖动 ，而且 ，用在载频和 中频上 的射 频振 荡器 的频率不确定性 也会 引起 一个很大 的频 偏 ，体 现在调制 星座 图上就是 旋转 的星座 。为此必须在 接
而 言都 不太 适用 ，文 献 ［】 出 ，全数 字接收机 中 １提 主要 用开环频率估 计的方法估 计出频偏 ，然后进 行 矫 正 ，因为 闭环频 率补偿速度太 慢 。开环频率估 计 的算法主要有 ： 非数据辅助和数据辅助两种 阻。 】 数据 辅助类方法 主要 借助于训练符 号或导频来 提 取载波 同步的信息 。这 类方法依靠 判决器的输 出
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｃｒ ｅ ｅｕ ｎ ｙｏ ｓｔ ｓｍａ ｏ ｎ ｌｃ ｎ ｈｏ ｉ ｔ ｎａｅｔ ｉ ｒｂｅ ｏ ｌｄ西 ａ ｓｒ ｃ： ｈ ａ ｉｒ ｑ ｅ ｃ ｆｅ ｔ ｔ ｎ ａｄｃ ｋｓ ｃ ｒｎｚ ｉ ｒ ｗｏｍａ ｐｏ ｌｍｓ ｒ ｌ ｉ ｔ ｒ ｆ ｒ ｅｉ ｉ ｏ ｙ ａｏ ｎ ｆ ａ ｌ
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设 计 与磅 发
０ 引言
在数 字通信 系统 中 ， 由于 多普勒频 移和振 荡器 的精确 度等 因素 ， 号相位 在传输 中会受 到 损害 ， 信
中 图分 类 号 ： Ｎ９ ３６ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ
Ｆｒ ｑｕｅ ｙ ｏ ｓ ｔ ｅ ｔｍ ａ ｉ ｅ ｎｃ ｆ ｅ ｓ ｉ ｔｏｎ ｃ ｍ ｅ ｓ ｈｅ
Ｋ ｏ ａ ｆｎｇ ｎｇＹ ｎ ａ
（ Ｈｇ ｆｏ Ｃｏ ｅ ｅｏ ｍｍｕ ｉａｉｎｅ ｇｎ ｅ ｎ ， ｏ ｇ ｉｇｕ ｉｅｓｙ Ｃｈ ｎ ｑｎ ，０ ０ ４） ｃ ｎｃｔ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃｈ ｎ ｑｎ ｎｖ ｒｉ ， ｏ ｇ ｉｇ４ ０ ４ ｏ ｉ ｔ
的精度 。
判 决来产生有 正确频率和相 位的本地载 波 ，有 着较
高 的精度 ，然而 依靠数据判决 的方法 由于频 率衰落
等原 因会破坏数 据判决的精度 ，从而导致恢复 出的 载 波不但有偏差 而且有很 长的时延 ，而且采 用插入
ｄ ｔ—ａｄ ｄｆ ｑ ｅ ｃ ｆ ｅ ｓｉ ｔ ｎ ｗａ ｒｓｎ ｅ ｒｍｕｔ— ｅ ｅ ＱＡＭ ｉｎ ｌ ｔｅｐ ｎ ｉｌ ｏ ｉ ｓｈ ｍｅａ ｄｔ ｅ ａａ ｉｅ ｒ ｕ ｎ ｙｏ ｓｔｅｔ ｉ ｓ ｅｅ ｔｄ ｆ ｌ ｌｖ ｌ ｅ ｍａ ｏ ｐ ｏ ｉ ｓ ａ，ｈ ｒ ｃｐｅ ｆｔ ｓ ｃ ｅ ｎ ｇ ｉ ｈ ｈ ｓｏ ｅｏ ｐｉａｉｎ ｗａ ｄ ｒｓ ｄ．ａ ｏ ｓ ｎ ｎ ｄｏ ｅｉ ｎ ｃ ｓ ｒ ｏ ｉ ｓｈ ｍｅ Ｉ ｅＱＡＭ ｙｔｍ Ⅵ ｄ ｏ ｃ ｐ ｆａ ｌ ｔ ｓ ｄｅｓ ｐ ｃ ｏ ａ ｅ ｎｄｃ ｎ ｔ ｔｅ ｖ ｐ ｓ ｅ ｅｓ ｙｆｒｔ ｓ ｃ ｅ ．ｎ ｔ ａ ａ ｈ ｈ ｓｓｅ １ ｍｅ ｓ
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