基于三维正交频分复用的可见光通信系统研究

为解决调制带宽受限和频率选择性衰落问题,提出了一种基于三维正交频分复用(3D-OFDM)的可见光通信系统,通过三维星座映射,该系统增加了相邻星座点间的最小欧式距离(MED),从而降低了系统的误码率。针对接收机的硬判决易受到可见光信道非线性效应和采样频偏干扰的问题,提出了一种基于K均值聚类解调的三维星座解映射方法。结果表明,在误码率为3.8e-3时,与采用16QAM和8QAM调制的2D-OFDM系统相比,所提出的16ary与8ary的3D-OFDM,分别能够实现3 dB和5 dB的信噪比增益;此外,所提出的3D-OFDM系统在峰均功率比(PAPR)方面也有优势,分别降低了0.3 dB和0.4 dB。所提出的3D-OFDM可见光通信系统具有更优的误码性能。

基于改进子载波预留算法的正交频分复用信号峰均比抑制方法研究

由于系统对线性元器件的要求非常严格,导致目前正交频分复用(OFDM)系统产生峰值平均功率比(PAPR)过高的问题,引起OFDM和基于OFDM的雷达一体化系统的信号失真,影响系统性能。针对该问题,该文提出了基于加权最小二乘法的子载波预留法(TR)。该算法首先将OFDM设计方案中的子载波分为数据子载波和预留的空白子载波,数据子载波调制数据子载波,空白子载波调制空白数据。然后利用原始数据通过加权最小二乘法得到最佳削峰系数和削峰数据,并将削峰数据调制在空白子载波上面。最后将削峰数据叠加到原始数据上,完成PAPR的抑制。仿真表明,基于加权最小二乘法的TR算法能够在1~3次迭代下实现良好的PAPR抑制效果,并且它的收敛速度相比于传统算法有了明显的提高。

脉冲干扰下基于变分贝叶斯推断的水声正交频分复用联合估计方法

脉冲干扰环境下水声正交频分复用通信性能严重下降,为此提出了基于变分贝叶斯推断的信道估计方法。该方法利用水声信道和脉冲干扰的稀疏特性,基于平均场变分贝叶斯推断,将信道向量和脉冲干扰向量的后验概率分布分别分解为简单概率分布进行拟合,基于导频子载波迭代直至收敛,得到信道和脉冲干扰的最大后验估计。所提方法改进了基于稀疏贝叶斯学习的干扰、信道联合估计方法中信道和干扰构成的联合向量无法分离二者稀疏度的问题,并且显著降低了计算复杂度。在此基础上,进一步提出了基于变分贝叶斯推断的干扰、信道和符号联合估计方法,将未知符号融入变分贝叶斯推断框架,与干扰和信道一起迭代,最终得到更精确的符号估计。仿真和试验结果验证了所提算法的有效性,与现有方法相比,本文所提方法具有更低的误码率和复杂度。

载波频偏对正交频分复用波形外辐射源雷达性能影响的研究

利用正交频分复用(OFDM)波形外辐射源雷达进行目标跟踪和定位是国内外研究的热点之一。该文首先介绍了OFDM波形外辐射源雷达信号模型及其信号处理的关键技术。在此基础上重点从不同角度仿真研究了载波频偏估计误差对OFDM波形外辐射源雷达探测性能的影响,包括其对匹配滤波后目标参数估计精度的影响,对时域杂波抑制性能影响的定量分析,以及对参考信号重构误码率等方面的影响。仿真结果表明,不同时域杂波抑制算法对载波频偏估计误差要求不同;参考信号重构误码率对时域杂波抑制性能影响较大,对匹配滤波的影响较小。最后基于实测数据验证了分析结果的正确性。

基于控制环叠加正交频分复用信号实现直流微网载波通信的变换器设计方法研究

电力电子设备在功率变换过程中,同时具备发送信息的能力。功率/数据双载波调制技术通过在功率控制环输出的基准上叠加信号载波,同时实现功率变换与信息发送功能。该方法采用独立的通信载波,不需要额外的通信控制器和耦合电路,具有信号强度可调、传输距离远和实施成本低等优点。为提高通信速率,采用正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术进行信号调制。首先介绍了基于OFDM的功率/数据双载波调制的基本原理;然后对直流微网系统进行建模,分析了信道的传递函数,讨论了数据接收方案、通信帧的设计方法和峰均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR)抑制问题,并选用了一种适用于功率/数据双载波调制的低峰均功率比设计方法;最后搭建了1个2kW的直流微网平台,应用所提技术在2台变换器间实现了9.6kb/s速率的通信,验证了该技术的可行性。

高速低压电力线载波通信中的正交频分复用技术

结合低压电力线载波通信的特点 ,对单载波和多载波方案进行了比较 ,并介绍了一种适用于高速低压配电网载波通信的多载波技术———正交频分复用 (OFDM)技术。阐述了OFDM的原理、基于OFDM的高速低压电力线载波通信的解决方案。

基于误比特信息区间斜率的正交频分复用水声通信多普勒估计

针对正交频分复用水声通信中直接误比特率搜索多普勒估计算法存在的高计算复杂度问题,提出了一种基于误比特信息区间斜率的多普勒估计算法,采用计算误比特信息区间斜率取代逐网格搜索最优误比特信息寻优过程,设计根据多普勒估计分辨率动态可变的斜率区间,在进一步提升寻优速率的同时有效减小陷入局部最优解的可能性,并有效降低算法的计算复杂度。仿真实验和海上试验结果表明:所提算法以较低的计算代价实现了与误比特率搜索多普勒估计算法近乎一致的估计性能,在本文试验条件下其相对块多普勒估计、基于互模糊度函数多普勒估计以及准梯度互相关多普勒估计算法可获得不低于14%的误比特率性能改善。

一种自适应正交频分复用系统的子载波分配算法

针对现有自适应正交频分复用系统子载波分配算法计算复杂度较高、不利于实时性应用的不足,提出一种快速子载波分配算法.根据用户的比特率要求以及信道响应,计算其相对比特数要求和各子载波利用度,在分配子载波时优先考虑相对比特数要求多的用户以及利用度大的子载波.仿真结果表明,此算法在频谱效率上接近于子载波分配算法的性能上限,在公平性上性能良好,与其他算法相比计算复杂度较小.

一种新型的正交频分复用载波频偏相偏联合估计算法

正交频分复用 ( OFDM)对载波频率偏差很敏感 ,因此要求精确地估计载频偏差 .本文提出一种载波频偏、相偏联合估计新算法 ,结合相干判决反馈算法对频偏、相偏同时进行估计 .仿真结果表明 ,对于 1 2 8个子载波正交移相键控 ( QPSK)调制的 OFDM系统 ,在多径衰落信道中 ,信噪比为1 5 d B、频偏小于 0 .1 2、相偏小于 0 .0 5 π时 。

基于低压电力线正交频分复用系统虚载波改进信道估计算法

分析低压电力线信道特性,提出了一种增加导频密度的信道估计算法。该算法用导频取代系统部分虚载波,再将新的正交频分复用符号中的导频进行重新分布,实现导频在系统子载波中等频率间隔分布,依靠导频频率间隔的减小,达到提高信道估计精度的目的;为了防止虚载波数量的减少导致符号间干扰的增加,对滤波器的设计进行了改进,将传统的升余弦窗函数与改进升余弦窗函数进行线性组合。此外,将低密度奇偶校验码应用于系统中,得到更加精确的信道频率响应特性。仿真结果表明,该信道估计算法可获得比传统正交频分复用系统更低的信道估计均方误差和误码率,且不降低系统符号传输速率。

多频带正交频分复用系统的双载波32-QAM调制技术

四相相移键控信号(QPSK)和双载波调制(DCM)是目前使用在由ECMA-368标准所定义的基于多频带正交频分复用技术的超宽带无线电平台中的调制方案。为了传输高速率数据,ECMA-368可提供高达480Mb/s的瞬时比特率给媒体访问控制层。但由于无线电信道存在着不稳定因素致使数据包丢失,从而产生较低的吞吐量。提出一种高数据速率的双载波32-QAM调制方案,适合配置在现行标准的基础上提高系统吞吐量。

一种改进的低压电力线正交频分复用载波通信的最小均方信道估计算法

研究分析了正交频分复用(OFDM)通信中的最小均方(LMS)自适应信道估计算法,提出了一种改进的变步长LMS信道估计算法。该算法根据εm(k)、εm-1(k)自相关的时间平均估计及其均方误差(MSE),实现了对LMS算法步长的调整。仿真试验结果表明采用改进后的LMS信道估计算法的OFDM系统误码率明显降低,MSE降低了1/10,提高了算法的信道跟踪性能,且运算复杂度小,更适用于低压电力线OFDM通信系统。

基于信息熵特征的正交频分复用无源光网络系统

越来越多的ONU接入无源光网络,易发生网络拥塞问题,信息传输延迟,数据丢包等现象出现,为此,设计了基于信息熵特征的正交频分复用无源光网络系统。由光线路终端(OLT)、光分配网络(ODN)和光网络单元(ONU)组成系统框架结构,采用分散分光形式设计系统组网结构,借助My SQL,设计系统数据库以及数据表。设计系统三个主要功能模块,即无源光信息收发模块、基于信息熵的ONU负载判断模块以及无源光网络带宽分配模块,通过合理分配带宽资源,提高无源光网络传输能力。结果表明:无源光网络系统5次轮询后传输时隙长度均在4 ms以下,无源光网络通信传输效率高,能够快速实现信息传递,极大避免时延问题。

正交频分复用系统基于时域子载波簇的自适应功率分配算法

在分析无线信道时间相干特性的基础上,提出了一种基于时域子载波簇的自适应功率分配算法.给出了多普勒频率和时域簇大小之间的对应曲线,根据该曲线给出的设计准则可以确定子载波簇的大小.仿真结果证明,将该准则应用于自适应算法中,能够使自适应系统在反馈信息量和系统误码率之间获得较好的整体优化性能.

载波加权正交频分复用系统的载频盲同步性能分析

针对载波加权正交频分复用系统中权值选择的不确定性,提出了一种载频盲同步的性能分析方法.根据循环矩阵可对角化的理论给出了载波加权分别与载频罗-克拉美界(CRB)和系统误码率之间的闭式表达式,由此可建立起一个使系统误码率和载波CRB最小的最优化问题,再通过求该最优化问题的解得到最优的载波权值,从而可以对系统的性能进行分析,得到相应的载频同步误差和系统误码率.理论分析表明,载波加权对载频CRB的影响大于对系统误码率的影响,并且不同载波加权下的载频CRB越小,相应的系统误码率越大.基于802.11a系统的仿真结果表明,载频同步误差和系统误码率都能与各自的理论分析结果很好地吻合,最优的载波权值也使载频同步误差和系统误码率接近于理论分析的最优值.

载波加权正交频分复用系统的同步性能分析

针对正交频分复用系统盲同步方法中载波加权的选择具有一定盲目性的问题,通过分析载波加权分别与系统误码率和载频定时估计误差之间的关系,推导出了载频定时估计的罗-克拉美界,然后通过权衡同步精确性和系统误码率之间的关系确定最优的载波加权.理论分析表明,在不同载波加权下载频定时估计误差和系统误码率存在一定程度的交换关系,由此通过权衡系统误码率和载频定时估计误差之间的关系可确定最优的载波加权.基于802.11a系统的仿真实验进一步表明,不同载波加权下的载频同步误差和系统误码率都能与各自的理论分析结果很好地吻合,最优的载波加权也使载频同步误差和系统误码率接近于理论分析的最优值.

一种相关编码正交频分复用系统的载波频偏估计算法

基于相关编码正交频分复用(OFDM)系统,提出了一种新的数据辅助载波频偏估计技术,利用相关编码OFDM系统的频域幅度特性估计载波频率偏移,增大了频偏估计的跟踪范围,同时采用改进的迭代估计剩余频偏方法,消除载波间干扰对频偏估计的影响,提高了估计精度.仿真结果表明,与传统的基于数据辅助频偏估计技术相比,该技术的跟踪估计范围增大为(-1,1),且在较高信噪比的估计均方误差明显降低.

正交频分复用水声通信深度神经网络信道估计仿真实验设计

对于正交频分复用(OFDM)水声通信系统,最小二乘(LS)信道估计算法受噪声影响较大,最小均方误差(MMSE)算法需要信道的先验统计信息且计算量较大。针对上述问题,提出了一种基于深度神经网络(DNN)的信道估计算法。首先在接收端构建DNN模型,再采用Bellhop水声信道射线模型完成DNN模型的训练、验证、测试及修正,最后结合OFDM系统对上述DNN网络进行工作场景仿真实验设计,并与传统信道估计算法进行对比研究。试验结果表明:系统满足误码率小于10^(-4)时,DNN算法能够比LS算法下降2 dB,比MMSE算法下降1.5 dB。提出的新方法将对传统OFDM水声通信系统信道估计相关问题进行优化整合,信道估计无需大量导频数据及信道先验统计信息,系统能及时建立非线性映射,具有少样本、快速收敛优势,对于节省系统存储资源及提高实时性具有重要意义。

基于正交频分复用的自适应载波调控策略

针对现今众多无线宽带传输方案采用OFDM技术的现状,在分析FLASH-OFDM及其改进技术Flexband的基础上,提出了多频蜂窝网的自适应载波调控策略。在单个蜂窝中采用了3个载波,其覆盖范围分为远、中、近三个等级;用户根据自适应载波调控策略选择信号质量好的信道。仿真结果表明,该方案能够获得更高的网络吞吐率及频谱利用率,并能支持更多的用户,提高了系统容量。

基于正交频分复用技术的低压电力线载波宽带通信的研究与实现

本文介绍了电力线通信的发展和优势,研究分析了低压电力线信道特性及其模型的建立,研究了正交频分复用(OFDM-orthogonalfrequency division multiplexing)的系统组成与原理。并以芯片组INT5500CS为核心,设计了一个电力线调制解调器,实现了宽带电力线载波通信。