基于ESPRIT改进算法的OFDM频率估计方法-论文.pdf

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1、信号与信息处理基于ESPRIT改进算法的OFDM频率估计方法吴素丽(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081)摘要针对OFDM信号侦察系统中已有的予载波频率估计方法难以满足低信噪比要求的问题，提出了一种具有高分辨率谐波检测性能的ESPRIT改进方法。利用基于过采样原理构建OF’DM信号的正交子空问，采用TIs一拓广ESPRIT算法，实现r对OFDM信号各子载波频点的精确盲估计。通过理论分析和仿真试验表日J】，在信噪比大于2dB条件下能达到较高的频率分辨率和较好的频谱估计稳定性。关键词OFDM；子载波频率盲估计；正交子空间；ES

2、PRIT中图分类号TN872文献标识码A文章编号1003—3106(2014)01—0028—04AModifiedAlgorithmforSub—frequencyEstimationofOFDMSignalBasedonESPRITWUSu．Ii(The54thResearchInstituteofCETC，ShijiazhuangHebei050081，China)AbstractCurrentsubcarrierfrequeeyestimationmethodinOFDMsignalreconnaissancesystemcannotp

3、erformwellinlowSNRenvirionment．Totacklethisproblem，proposesanESPRITmethodwhichcanachieveharmonicsdetectionwithhighresolution．ThemethodconstructsorthogonalsubspaceofOFDMsignalbasedonoversamplingtheory，andemploysTLS—Expand—ESPRITalgorithm，andithasaccurateblindestimationofsubca

4、rrierfreqency．ThetheoreticalanalysisandexperimentsshowthatthepresentedmethodcanachievehighfrequencyresolutionandgoodstabilityinspectrumestimationwhenSNRishigherthan2dB．KeywordsOrthogonalFrequencyDivisionMuhiplex(OFDM)；sub—frequencyblindestimation；orthogonalsubspaceprojection

5、；EstimationofSignalParametersviaRotationalInvarianceTechniques(ESPRIT)0引言1构建OFDM信号的正交子空间对于频率间隔密集的OFDM多个子载波正弦目前OFDM通信系统中是通过虚拟子载波构信号，采用基于DFT的经典谱估计算法已经难以将造OFDM信号与虚拟子载波之间的正交性。而子载波频率点一一分辨出来。小波函数⋯用于谐ESPRIT算法正是利用调制中未使用的载波向量与波检测时会出现因时间窗能量不集中而造成的频率OFDM信号的正交性，将频率估计的问题等效为基于噪声子空间的盲估计问题。

6、混叠现象。现代谱估计中的特征分解法是基于信号因此，在OFDM侦察接收系统中，应用ESPRIT谐波模型的子空间分解方法，能有效地实现谐波检方法要建立2个必要条件：一是构造出与信号正交测。其中，MUSIC和ESPRIT算法从理论上具有的噪声子空间；二是完成较为准确的时间同步。更高的频率分辨率和频率稳定性。但MUSIC法需下面着重论述基于过采样原理构造类“虚拟子要在全频段进行搜索，实时性差，适应噪声的能力也载波”信号的原理和方法，利用该方法可以构建出较弱。ESPRIT法充分利用信号子空间的旋转不OFDM信号的正交子空间。变特性来估计信号参数，避免了M

7、USIC算法因谱峰时域过采样的物理意义是：采样问隔为T(采搜索而带来计算量大的缺点，同时具有较强的抗噪样频率．=1／)的时域采样信号(图1(a))，实施声能力。P倍过采样后，其相应的傅叶变换的重复周期就下面提出了一种具有高分辨率谐波检测性能的会变成p／T，而频谱宽度保持不变。因此从频域来ESPRIT改进方法，基于过采样原理构建OFDM信号看，采样频率增大到，相当于在信号频域带宽之的正交子空间，采用TLs一拓广ESPRIT算法实现了收稿f=l期：20I3—10—17对OFDM信号各子载波频点的精确盲估计。基金项日：国家部委基金资助项[j。2820

8、14RadioEngineeringVo1．44No．1信号与信息处理外补零，如图1(c)所示。子载波的幅度、相位和频率，是需要精确估计的参05；；数