一种载波频偏估计算法的实现

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
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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
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。

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。