多径信道下ZP-OFDM系统的符号盲同步方法

发布时间：2019-08-09 07:37

【摘要】：针对传统的多径信道下零前缀正交频分复用(ZP-OFDM)系统符号盲同步方法的估计精度低的问题,提出一种ZP-OFDM系统的符号盲同步新方法.该方法基于ZP-OFDM符号中零前缀的功率出现规律性的分布特性,利用不等长双窗口能量检测的办法进行符号盲同步.仿真结果表明,在多径信道下,该符号盲同步方法不但具有良好的估计精度而且不受载波频率偏移的影响.
【图文】：

模型图,滑动窗检测,符号同步,模型

s+σ2n，i=L，L+1，…，N－1∑L－1l=i－N+1|hl|2σ2s+σ2n，i=N，N+1，…，N+L－2σ2n，i=N+L－1，N+L，…，Nt∑il=0|hl|2σ2s+σ2n，i=0，1，…，L－1(5)其中:σ2s为信号功率，σ2n为噪声功率．2ZP-OFDM系统的符号盲同步方法2.1传统方法及其缺陷在对接收到的ZP-OFDM信号进行符号盲同步之前，需要对接收信号的符号总长度Nt和P段长度进行盲估计［5］，然后再进行后续处理．在文献［4］中，利用如图1所示长度为M(M≤Nc)的滑动窗口A和滑动窗口B，其能量表达式为a(n)=∑Mi=1|y(n－i)|2，b(n)=∑M－1i=0|y(n+i)|2(6)并对上述滑动窗能量作比值，可得m(n)的表达式为m(n)=b(n)a(n)(7)根据式(7)，m(n)的均值在当n=0处可取到峰值，最后通过寻找峰值对符号定时误差进行估计．图1滑动窗检测符号同步模型以上方法忽略了窗口B在多径信道中的变化，并且会出现信噪比越高，定时误差估计的准确率越低的情况．因此，针对这些缺陷，，通过设计窗口B和窗口A，并且计算能量叠加值的比值来选取峰值的位置，从而进行定时误差的估计．2.2窗口B的设计针对窗口B，进行了分步设计思路．首先设计窗口长度为N并进行能量叠加，即b1(n)=∑N－1i=0|y(n+i)|2(8)其中能量叠加值b1(n)的均值可推导为第2期刘明骞等:多径信道下ZP-OFDM系统的符号盲同步方法59

性能曲线,性能曲线,信道,双窗口

过Matlab仿真软件进行仿真实验，其仿真条件为:载波个数N为64个，1/4的零前缀长度，符号周期T=10μs，采样频率为8MHz，具有一对相关导频的OFDM信号作为信号源，信道选用SUI-1信道、TU6信道和指数衰落信道3种多径信道类型，蒙特卡洛仿真次数为1000次，性能采用估计正确率P进行评估，其表达式为P=Ｒsum(^τ0=τ0)Qnum×100%(19)其中:τ0表示准确的定时误差值，^τ0表示定时误差估计值，Ｒsum(^τ0=τ0)表示^τ0=τ0的个数，Qnum表示实验次数．图2所示为所提出的方法在不同信道下符号定时估计的正确率曲线．从图2中可以看出，在多径信道下，所提方法不但有效可行并且对信道具有较高的普适性．图3为所提方法在指数衰落信道中，不同的相对频率偏移εf情况下符号定时估计的正确率曲线．从图3中可以看出，剩余频偏εf对所提方法的估计性能影响不大．由此说明，提出的符号定时盲同步方法具有更好的稳健性．为了更好地验证提出方法的性能，将提出的最佳方法和不等长双窗口方法1、不等长双窗口方法2与文献［4］中的原方法进行性能对比实验．其中，不图2不同信道下性能曲线图3不同相对频移下性能曲线等长双窗口方法1是将N长度的窗口B与Nc－L长度的窗口A的能量叠加并进行比值的方法;不等长双窗口方法2是将N长度的窗口B与Nc长度的窗口A的能量叠加并进行比值的方法，其性能对比图4TU6径衰落信道下性能对比曲线图如图4所示．从图4中可以看出，在TU6信道下，当信噪比大于等于－5dB时，所提方法的估计正确率高于不等长双窗口方法1、不等长双窗口方法2和文献［4］中的原方法．随着信噪比的提高，所提方法、不等长双窗口方法2和原方法的估计性能?
【作者单位】：西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目(61271299) 国家高技术研究发展计划项目(2007AA01Z288) 高等学校学科创新引智计划项目(B08038)
【分类号】：TN919.34

【参考文献】