文档介绍：第14卷第2期电路与系统学报 2009 年 4月 JOURNAL OF CIRCUITS AND SYSTEMS April, 2009 文章编号:1007-0249 (2009) 02-0062-06 一种OFDM定时同步与载波频偏估计算法*黄慧, 程鹏, 张朝阳, 仇佩亮(浙江大学信息与电子工程学系,浙江杭州 310027)摘要:本文提出一个有效的利用周期性前导字的OFDM 定时同步与频偏估计算法。算法分为两个步骤,首先根据前导字的特殊结构对Schmidl&Cox 算法进行改进,将Schmidl&Cox 算法中平台的检测变成单个峰值的检测,并由单峰的位置和复值可同时准确地估计符号定时和分数倍频偏;然后提出“相位差分序列”,利用该序列的相关性对整数倍频偏进行估计。文中针对 AWGN 信道和 SUI 信道对算法进行了仿真,结果表明本文算法较其它算法具有更好的估计性能和鲁棒性。关键词:OFDM;前导字;定时频偏估计; 中图分类号: 文献标识码:A 1 引言OFDM传输系统的时间频率同步对于系统性能有重要的影响。其同步过程一般分成初始捕获和跟踪两个步骤,初始捕获通常采用基于训练序列的辅助估计[1~3],或者基于数据符号的盲估计[4]。已有大量的文献对OFDM的定时同步与频偏捕获算法进行了讨论。典型的算法如Schmidl&Cox算法[1]通常利用包括两个一致部分的帧前导字,通过简单的自相关运算可获得一个“自相关平台”,并由此进一步得到分数倍频偏并估计帧起始位置。但是,自相关平台边界检测的模糊性及其相位固有的π2奇异性降低了它的实用性。同时由于此类算法对频偏的估计主要依赖于时域自相关值,因此其频偏估计范围通常较小。文献[2]对Schmidl&Cox算法的分数倍频偏估计进行了修改,在不降低估计精度的条件下提高了分数倍频偏的估计范围,但却难以对付较大范围的整数倍频偏。文献[3]提出了一种在频域利用前导字相关性的整数倍频偏估计算法(以下简称Bo算法),虽然有效提高了频偏估计的范围,但该算法并没有考虑到残留的定时偏差对估计的影响,特别是在帧到达后的初始处理阶段定时同步和频率同步都处于捕获状态的情况下性能不佳。本文对上述问题进行了详细地分析,对于通过初始化测距(Initial Ranging)。主要思路在于:①利用前导字良好的自相关特性将Schmidl&Cox算法中平台下降拐点的检测变成峰值检测,可以由峰值准确的对符号定时并同时得到分数倍频偏;②引入一个新的前导字“相位差分序列”,并利用其良好的自相关性完成整数倍频偏的估计,定时偏差对该算法影响很小。2 算法介绍本文算法所采用的前导字(Preamble)结构如图1所示,[5],[6]等系统中得到广泛的应用,因而具有代表性。其中,CP表示循环前缀,iP(i=1,2….CN)表示长度为L,为周期序列的总数。gN为CP长度,N是前导字的总长度。.