Characterization and modelling of carrier frequency offset in OFDM systems under additive white gaussian noise

• Autorzy: Jazyah Yahia

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.08.34

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka i modelowanie przesunięcia częstotliwości nośnej w systemach OFDM w warunkach addytywnego białego szumu gaussowskiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Carrier Frequency Offset (CFO) is a critical factor affecting the synchronization accuracy in Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), and understanding its effects and developing effective mitigation strategies are crucial for achieving robust communication systems. This research investigates the model and impact of subcarrier variance on the normalized CFO density, varying length of Cyclic Prefix (CP), and the Maximum Likelihood (ML) estimation of time and frequency offset in OFDM system in the presence of Additive White Gaussian Noise (AWGN).

PL

Przesunięcie częstotliwości nośnej (CFO) jest krytycznym czynnikiem wpływającym na dokładność synchronizacji w multipleksowaniu z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM), a zrozumienie jego skutków i opracowanie skutecznych strategii łagodzenia mają kluczowe znaczenie dla uzyskania solidnych systemów komunikacyjnych. W niniejszym badaniu badano model wpływu wariancji podnośnej na znormalizowaną gęstość CFO oraz zmienną długość estymacji prefiksu cyklicznego (CP) i maksymalnej wiarygodności (ML) przesunięcia czasu i częstotliwości w systemie OFDM w obecności addytywnego białego szumu Gaussa ( AWGN).

Słowa kluczowe

EN

AWGN; CFO; maximum likelihood; OFDM

PL

AWGN; CFO; maksymalne prawdopodobieństwo; OFDM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 8
• Strony: 164--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jazyah Yahia

• Faculty of Computing Studies, Arab Open University, Kuwait

• https://orcid.org/0000-0001-9874-1306

Bibliografia

• [1] H. Zhou, A. V. Malipatil and Y. -F. Huang, "Synchronization Issues in OFDM Systems," APCCAS 2006 - 2006 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems, Singapore, 2006, pp. 988-991, doi: 10.1109/APCCAS.2006.342228.
• [2] D. V. Linh and V. V. Yem, "Carrier Frequency Offset Estimation and Compensation Technique for Massive MIMO-OFDM Wireless Communication System," 2022 International Conference on Electrical, Computer and Energy Technologies (ICECET), Prague, Czech Republic, 2022, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICECET55527.2022.9872995.
• [3] D. Van Linh, N. T. Anh, H. T. Phuong Thao and V. Van Yem, "Carrier Frequency Offset Estimation and Compensation Technique Based on Pilot Tones for OFDM Wireless Communication Systems," 2023 15th International Conference on Knowledge and Systems Engineering (KSE), Hanoi, Vietnam, 2023, pp. 1-5, doi: 10.1109/KSE59128.2023.10299480.
• [4] S. Salari and F. Chan, "Joint CFO and Channel Estimation in OFDM Systems Using Sparse Bayesian Learning," in IEEE Communications Letters, vol. 25, no. 1, pp. 166-170, Jan. 2021, doi: 10.1109/LCOMM.2020.3024817.
• [5] S. Dorokhin, "Joint SCO and CFO estimation algorithm for ISSOFDM systems," 2020 International Conference Engineering and Telecommunication (En&T), Dolgoprudny, Russia, 2020, pp. 1-5, doi: 10.1109/EnT50437.2020.9431303.
• [6] D. Van Linh, N. T. Anh, H. T. Phuong Thao and V. Van Yem, "Carrier Frequency Offset Estimation and Compensation Technique Based on Pilot Tones for OFDM Wireless Communication Systems," 2023 15th International Conference on Knowledge and Systems Engineering (KSE), Hanoi, Vietnam, 2023, pp. 1-5, doi: 10.1109/KSE59128.2023.10299480.
• [7] C. Ribeiro and A. Gameiro, "Mitigating CFO in OFDM systems by exploring the symbol structure," 2008 IEEE International Symposium on Wireless Communication Systems, Reykjavik, Iceland, 2008, pp. 42-46, doi: 10.1109/ISWCS.2008.4726014.
• [8] Q. Yan, X. Hong and X. Hong, "Low-Complexity Residual Carrier Frequency Offset Mitigation Based on Spectrum Symmetry for CO-OFDM Systems," in Journal of Lightwave Technology, vol. 36, no. 22, pp. 5210-5217, 15 Nov.15, 2018, doi: 10.1109/JLT.2018.2870907.
• [9] F. Kalbat, A. Al-Dweik, B. Sharif and G. K. Karagiannidis, "Performance Analysis of Precoded Wireless OFDM With Carrier Frequency Offset," in IEEE Systems Journal, vol. 14, no. 2, pp. 2237-2248, June 2020, doi: 10.1109/JSYST.2019.2922098.
• [10] S. Kumarapandian and M. P. Reena, "Performance analysis of CFO mitigation algorithms in asynchronous Cooperative OFDM communication system," International Conference on Sustainable Energy and Intelligent Systems (SEISCON 2011), Chennai, 2011, pp. 632-637, doi: 10.1049/cp.2011.0438.
• [11] N. Kaur and N. Kumar "On Effects of Frequency Offset on Simulink Model of OFDM," Wireless Pers Commun. 115, 2349– 2361 (2020). https://doi.org/10.1007/s11277-020-07685-5
• [12] T. Jiang, Y. Xiao, L. Dan, X. Ji, W. Tang and Y. Zhao, "Performance Analysis of OSM-OFDM Systems with Carrier Frequency Offset," 2020 IEEE 20th International Conference on Communication Technology (ICCT), Nanning, China, 2020, pp. 780-784, doi: 10.1109/ICCT50939.2020.9295759.
• [13] W. Aziz, E. Ahmed, G. Abbas, S. Saleem, Q. Islam, "Performance analysis of carrier frequency offset (CFO) in OFDM using MATLAB," Journal of Engineering (JOE) 1, no. 1 (2012): 5-10.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).