一种新的分布式MIMO-OFDM系统同步算法

低精度ADC下的大规模MIMO-OFDM信道估计算法

戈立军，朱德宝

（天津工业大学电子与信息工程学院，天津300387）

ChannelestimationalgorithmformassiveMIMO-OFDMsystemswith

low-precisionADCs

GELi-jun，ZHUDe-bao

（SchoolofElectronicsandInformationEngineering，TiangongUniversity，Tianjin300387，China）

Abstract：Achannelestimationalgorithmbasedonquantizedcompressivesensingisproposedformassivemultipleinputmultipleoutput-orthogonalfrequencydivisionmultiplexing渊MIMO-OFDM冤systemswithlow-precisionanalog-

to-digitalconverters（ADCs）袁whichistheblocksparsitymulti-bititerativehardthresholding渊B-MIHT冤algo鄄

rithm.TheB-MIHTalgorithmexploitstheblocksparsitycharacteristicsofmassiveMIMO-OFDMsystemchan鄄

nels袁andcombineswiththemulti-bititerativehardthresholdingalgorithmbyconstructingtheequivalentblock

sparsechannelmatrices.ThealgorithmestimatesthechannelinformationofmassiveMIMO-OFDMsystemswith

Ｉ丝．　研发展…………………………一　

一种基于训练序列的ＯＦＤＭ联合同步新算法　

Ａ　ｎｅｗ　ｔｉｍｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｉｌｏｔ　ｓｙｍｂｏｌ　ｉｎ　ｏＦＤＭ　ｓｙｓｔｅｍ　

常州机电职业技术学院刘　平　

Ｌｉｕ　ｐｉｎｇ　

（Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。ｃｈａｎｇｚｈｏｕ。２１３１６４　Ｃｈｉｎａ）　

【摘要】ｏＦＤＭ是一种多载波调制技术，为保证ｏＦＤＭ信号的正确传输，必须保持其子载波之间的完全同步，否则将造成子载波问干扰和符号问干扰，严重影响ｏＦＤＭ系　

统的性能。本文提出一种新的训练序列同步算法，通过仿真，对新算法和传统Ｓｅｈｍｉｄｌ＆ｃｏｘ时频联合同步算法进行了比较。结果表明，采用新算法具有较高的频偏估计　

精度和较大的估计范围，同时使符号定时非常精确。　

【关键词】ＯＦＤＭ；训练序列；联合同步；Ｓｃｈｍｉｄｌ＆Ｃｏｘ算法　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＯＦＤＭｉｓｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆＭｕｌｔｉ—ＣａｒｒｉｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ．ｉｎ　ｏｒｄｅｒｔＯ　ｅｎｓｕｒｅ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｕｂ—ｃａｒｒｉｅｒｓ，ｔｈｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ　ｃａｒｒｉｅｒｓｉｓ　ｖｅｒｙ　ｓｔｒｉｃｄｙ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ，　

ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ　ｉｔ　ｗｉｌｌ　ｃａｕｓｅ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＩＳＩ，ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ＯＦＤＭ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ａ　ｎｅｗ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｉｌｏｔ　ｓｙｍｂｏｌ　ｉｎ　ＯＦＤＭ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｅｎ，ｂｙ　ｓｉｍｄａｄｏｎ，　

ｔｈｅ　ｎｅｗ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ａｎｄ　ｔｈｅ仃ａｄｉｄｏｎａｌ　ｓｅｔ　ｏｆ　Ｓｃｈｍｉｄｌ＆Ｃｏｘ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ａｒｃ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｈａｓ　ｂｅ￣ｃｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ￣ｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆｆｓｅｔ　ａｎｄ　ｔｉｍｉｎｇ　

第１９卷　Ｖｏ１．１９　第１４期　Ｎｏ．１４　电子设计工程　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１１年７月　Ｊｕ１．２０１１　

一种改进的ＯＦＤＭ系统定时同步算法　

郭俊卿　。　

（１．重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆　陈云。．胡俊　

４０００６５；２．山东电信潍坊分公司山东潍坊２６１０４１）　

摘要：基于提高ＯＦＤＭ系统整体性能的目的，采用对称相关的性能，通过对Ｐａｒｋ和Ｍｉｎｎ等人的算法进行研究，并在　

其基础上进行了改进，改进算法消除了定时度量中的多余峰值，只有一个准确的峰值，可以很容易的进行时间定时。　

通过ＭＡ　ⅡＡＢ进行仿真，结果表明。改进算法的性能比原算法有所改善，并且适用高斯信道和多径衰落信道。　

关键词：ＯＦＤＭ；定时同步；均方误差；多径衰落信道　

中图分类号：ＴＮ９１９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—６２３６（２０１１）１４—０１５１－０２　

Ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｉｍｉｎｇ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ＯＦＤＭ　

ＧＵＯ　Ｊｕｎ—ｑｉｎｇ　，ＣＨＥＮ　Ｙｕｎ　，ＨＵ　Ｊｕｎ　

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ　Ｐｏｓｔｓ　ａｎｄ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００６５，Ｃｈｉｎａ；　

２．ＳｈａｎｄｏｎｇＴｅｌｅｃｏｍ　ＷｅｉｆａｎｇＢｒａｎｃｈ，Ｗｅｉｆａｎｇ　２６１０４１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ＯＦＤＭ　ｔｉｍｉｎｇ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｐａｒｋ　ａｎｄ　

ｔｈｅ　Ｍｉｎｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｍｕｃｈ　ｂｅｔｔｅｒ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＯＦＤＭ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　

Ｑ：垫　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　创新技术　短波无线通信中ＭＩＭ　Ｏ　Ｏ　ＦＤ　Ｍ的频率同步技术分析　

杨军　（武警山西总队司令部训练基地山西太原０３００００）　摘　要：该文将重点分析短波无线通信￣＊ＭＩＭＯ　ＯＦＤＭ的频率同步技术，然后以频域正交的训练系列进行了系统中不同发射与接收信息之间存在　的裁波频偏估计　关键词：短波无线通信　ＭＩＭＯ　ＯＦＤＭ　频率同步　中图分类号：ＴＮ９２５　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—０９８ｘ（２０１３）０７（ｂ）一００２ｏ一０２　１　ＭＩＭＯ　ＯＦＤＭ通信系统　ＭＩＭＯ通信技术主要应用在无线通信的发射与接收终端，以多　天线的方式实现无线通信，并在空间形成独立的并行信道进而进　行多路数据流的传输，从而有提高了系统的传输速率。实验证明，　ＯＦＤＭ系统对载波频率产生的偏移敏感度较高，频率同步失败会　产生较大的ＩＣＩ（子载波间）干扰。在后来的继续研究中，在ＭＩＭ０　ＯＦＤＭ通信系统加入了载波同步技术以后，使得系统得到了较为关　键的优化。　在本研究中，笔者经过文献查找与验证给出了ＭＩＭＯ　ＯＦＤＭ　短波无线通信系统的模型，之后对学者Ｍｏｏｓｅ提出的ＳＩＳＯ　ＯＦＤＭ　系统之中的载波频偏的频域估计算法进行了探讨，并以此为基础进　行了一种在频域正交训练序列基础上对不同发射与接收天线时间　频偏的不同载波频偏估计的算法研究，然后进行了相关的仿真实　验。　２短波无线通信中ＭＩＭＯ　ＯＦＤＭ的系统模型　从Ｑ根进行天线的发射，Ｌ根进行天线的接收，然后结合成为　Ｑ×Ｌ构建为ＭＩＭＯ　０ＦＤＭ短波无线通信系统。结构如图１所示。　待发送数据的比特流通过星座点映射之后成为已调信号｛ｓ　｝，　之后经过ＭＩＭＯ编码变成Ｑ路中的信号为｛　），所有路再通过　ＯＦＤＭ的调制，将得到的信号｛　｝通过Ｄ／Ａ进行转换、中频调制之　后发射出去。目前能够作为ＭＩＭＯ编码的形式主要有空时码、空频　码与空时频编码等，其中的空时码又能够划分成时空格码、时空块　码与空频码几种。　ＭＩＭＯ编码获得符号｛ｓ　ｊ　ｏ‘在经过　点的ＩＤＦＴ时进行　ＯＦＤＭ转换的实现，其中｜ｖ　表示子载波量。在实际运行成往往　会出现符号之间的相互干扰机ＩｓＩ，为了防止或者尽量降低这一情　况对系统的影响，一般选择在各个ＯＦＤＭ符号的前面加入这个　ＯＦＤＭ符号的后面Ⅳ　的点，即循环前缀ＣＰ。如果ｌ／琨系统的采样　速率，那么每个ＯＦＤＭ符号的周期　就可以表示成　：ＮｃＴ＋　，　循环前缀的长度　，就可以表示成？　＝　。通常处于训练符号之　中的循环前缀的长度为数据符号中循环前缀长度的二倍。　当第口个ＯＦＤＭ符号通过Ⅳ　点的ＩＤＦＴ后获得的序列可以表　示成：　｜Ｎ　ｑ－。　ｘ刚￣　２￣ｎｋｌ０＜　ｌ（１）　第ｖ个符号周期接收到的信号除去ＣＰ之后得到：　＝∑∑‰¨　－ＩＪ…　＋ｗｌ＿Ｊ，　（２）　其Ｉｆ１　ｆ’ｌＩｌ＿　（～　～．．１＋　爪第ｉ｝【｛发射天线、ｊ根接收天线之Ｉ］