非数据辅助的OFDM系统符号同步算法

该文中研究了OFDM系统中的非数据辅助符号同步问题。首先,假设OFDM相邻子载波信道的频域响应相同,建立了一种基于OFDM系统相邻子载波间功率差值平方的代价函数,通过对代价函数最小化得到了一种适用于基带调制为恒幅调制的OFDM系统的非数据辅助符号同步算法。然后,通过对信道进一步假设,得到了其它两种类似的代价函数,并对载波频偏及信道噪声对算法的影响和算法的运算量进行了分析和讨论。最后,通过计算机仿真对所得同步算法在不同代价函数及不同载波频偏时的性能进行了分析,并同其它两种已有同类算法进行了比较。仿真结果表明,所得算法的性能总体上优于其它两种已有同类算法。

非数据辅助的OFDM系统联合同步算法设计

研究了正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统中非数据辅助的同步问题,通过对OFDM时域信号延时相关函数进行分析,设计了一种非数据辅助且具有较低复杂度的联合采样频率、载波频率及符号定时同步算法。算法根据延时相关函数以OFDM符号率为周期的周期特性,首先从延时相关函数的模中提取OFDM符号的周期标记,通过对收端和发端在相同时间内的采样点数之比进行采样频率偏差(sampling frequency offset,SFO)估计;然后通过对延时相关函数的模进行分段平均,从中提取去除循环前缀(cyclic prefix,CP)的开始时刻,从而进行符号定时同步和载波频率偏差(carrier frequency offset,CFO)估计。仿真结果表明,算法性能受累积时间长度和CP长度影响较大,而受OFDM基带调制方式影响较小;与其他同类文献相比,本文的联合同步算法具有较低复杂度和较好的性能。

非数据辅助的OFDM系统采样频率同步算法

研究了OFDM系统中采样频率的同步问题,提出了一种基于延时相关的时域非数据辅助采样频率同步算法。算法通过对时域信号进行延时相关,以提取OFDM符号的周期标记;然后通过收端和发端在相同的周期个数内采样点数之比得到采样频率偏差。该算法不需要预先进行OFDM符号同步和载波频偏估计,且具有较大的频率偏差估计范围。由仿真结果可以看出,该采样频率估计算法性能受累积时间及循环前缀的长度影响,不受采样频率偏差、载波频率偏差及OFDM系统基带调制方式影响;在6径典型市区(TU)信道下,与其它同类算法相比,该算法具有较好的性能。

利用虚拟子载波抑制OFDM系统PAPR及其低复杂度算法

研究了利用虚拟子载波抑制OFDM系统PAPR及其算法简化的问题。通过对虚拟子载波技术迭代过程进行简化,得到了运算量只是系统子载波数量级的低复杂度迭代算法,减小了算法实现的复杂度。计算机仿真表明,通过增大虚拟子载波数量或迭代次数,可使系统PAPR性能在一定范围内得到明显改善。由于不用传输边带信息,系统具有较强的可靠性和抗干扰能力。

采样频率偏差对QPSK OFDM系统误码率的影响分析

研究了采样频率偏差在加性高斯白噪声信道、瑞利平坦衰落信道和瑞利频率选择衰落信道下对QPSK OFDM系统误码率的影响。通过分析发现,采样频率偏差引起的OFDM系统子载波间的邻道干扰(ICI)不仅与子载波间的间隔有关,而且还与子载波的位置有关,其不能等效为载波频率偏差引起的ICI。通过对OFDM系统子载波间的ICI进行分析,求得上述三种信道条件下接收信号的特征函数;在基带调制方式为QPSK调制时得到了OFDM系统误码率的理论解析解。计算机仿真结果验证了该误码率理论解的正确性。

OFDM系统非数据辅助采样频率偏差估计的Cramér-Rao界

研究了OFDM系统中非数据辅助采样频率偏差估计性能的衡量问题,推导了其Cramér-Rao界(CRB)。根据中心极限定理,对接收信号中的子载波间干扰进行近似,推导了在未知调制信息时接收信号的概率密度;根据CRB的定义,对非数据辅助采样频率偏差估计的CRB进行了推导;通过蒙特卡罗积分的方法得到了在不同OFDM基带调制方式、不同采样频率偏差及不同系统子载波数时的非数据辅助采样频率偏差估计的CRB。

高阶QAM调制制式识别及其系统实现

研究了非协作通信系统中16QAM、32QAM、64QAM三种常用高阶QAM(正交幅度调制)的调制识别问题,提出了一种基于信号四次方谱和幅度特征的联合参数高阶QAM调制识别方法,并给出了详细理论分析及计算机仿真结果。该方法运算量低,易于工程实现,其正确识别率受载波及符号率估计性能影响较小。最后,基于FPGA通用硬件平台,测试结果验证了所提算法的有效性,达到了系统设计要求。在信噪比为14 dB时,正确识别率在90%以上。

利用自适应调制进行OFDM系统PAPR抑制

根据相同的信息比特采用不同调制样式时所得的正交频分复用(OFDM)信号的峰均功率比(PAPR)不同,提出了一种利用自适应调制进行OFDM系统PAPR抑制的算法,并设计了利用该算法的OFDM系统。算法通过设定一个可选调制样式集合,改变发端信息比特的调制样式,选择具有最小PAPR值的OFDM信号作为传输的OFDM信号,从而使整个系统的PAPR得到抑制。在接收端,通过对OFDM符号的调制样式进行识别,完成对调制信息解调。由于算法不需要传输需严格保护的边带信息,系统具有较强的可靠性和抗干扰能力。仿真结果表明,利用自适应调制可有效地进行OFDM系统PAPR抑制;同已有算法相比,在多径信道下,利用该算法的OFDM系统的误码率性能总体上较好。

基于决策树的便携式心音诊断仪

在TMS320C5402上实现了基于决策树理论的心音分类器,用心电信号区分第一、第二心音信号,以心音信号的时域特征参数短时平均过零率、短时超限率、信号的平均时间、持续时间及短时能量作为分类依据。该心音诊断仪能够实时采集、显示和处理心音、心电信号。试验证明:它可对常见的多种病态心音做出正确的诊断。

OFDM系统中基于补零DFT信道插值算法的研究

针对OFDM系统中基于补零DFT实现信道插值的算法,对传统的时域方法和变换域方法进行了分析,并提出了一种新的补零方法。首先通过理论分析指出传统的基于补零DFT实现信道插值算法中,时域方法和变换域方法是等效的;通过对信道插值算法中冲激响应估计序列进行补零的分析,指出补零操作是为了重构出冲激响应的N点采样序列(N表示总子载波数),并针对传统补零方法在一定条件下产生的重构误差,提出了一种新的补零方法。仿真结果表明以上理论分析是正确的,新补零方法可以减小一定条件下的重构误差,增强信道插值算法对信道延迟分布的鲁棒性,有效提高系统的性能。

一种基于PN序列加权前导的自适应OFDM符号同步算法

该文对传统的基于PN序列加权前导的定时度量进行了理论分析,并提出了一种自适应OFDM符号同步算法。新算法在改进PN序列加权前导的基础上,综合利用循环前缀的重复特性和基于PN序列加权前导定时度量的分布特性设计定时方案,依据一定范围内定时度量的最大值自适应地进行符号同步估计。理论分析和仿真结果表明,和传统的基于PN序列加权前导的符号同步方法相比,新提出的方法可降低符号同步估计的误检概率,有效提高系统的定时性能。

MIMO多径衰落信道下的多载波混沌键控混沌通信

为提高差分混沌键控的传输效率及其在衰落信道下的传输性能,提出了多载波混沌键控及类差分混沌键控检测方法,发射端每隔M个OFDM符号间隔插入由混沌参考信号构成的"导频",在此间隔内其他M-1个OFDM符号即以此混沌参考信号生成的混沌键控信号,接收端提取"导频"并将之与其他OFDM符号进行相关积分,恢复出M-1比特信息。进一步给出了MIMO多径衰落信道下的多载波混沌键控分集发射与接收方法,发射端采用不同混沌信号以获得一定的发射分集增益,接收端不需要任何信道先验信息,对各天线的相关积分输出进行等增益合并,可获得空间分集增益和频域分集增益。性能分析和计算机仿真表明,在"导频"插入间隔大于2的情况下,多载波混沌键控的功率效率大于差分混沌键控,且传输性能优于差分混沌键控。

基于分组格雷编码的OFDM雷达通信一体化系统峰均功率比抑制

基于OFDM共享信号的雷达通信一体化系统具有较高的峰均功率比,由于编码率的限制,采用格雷序列编码抑制系统峰均功率比(PAPR)的算法只适合应用于子载波数较少的场合。针对子载波数较多的系统,该文提出一种利用分组并行格雷编码结合系数加权优化的PAPR抑制算法,通过将输入比特流分为若干组并行比特,分别进行格雷序列编码、数据符号调制以及逆傅里叶变换,将结果合并就可以得到一个OFDM符号。在合并之前对每一组引入若干加权系数,这样就构成了多个可供选择的OFDM符号,通过选择具有最小PAPR值的OFDM符号作为发射信号,实现系统PAPR抑制。最后,仿真了3种不同分组方案下PAPR抑制能力、通信误码率以及雷达宽带模糊函数,仿真结果表明,该算法可有效抑制系统PAPR,降低系统误码率,其雷达宽带模糊函数仍为近似图钉型,具有良好的距离和速度分辨能力以及测距、测速精度。

限幅法降低OFDM雷达通信一体化系统PAPR研究

为解决基于OFDM信号的雷达通信一体化系统峰均功率比较高的问题,分析了雷达与通信信号的特点,根据一体化系统实际,利用直接限幅算法对基于OFDM信号的雷达通信一体化系统PAPR进行抑制,并对不同限幅门限下PAPR抑制性能、系统误码率以及互相关函数进行了计算机仿真。研究表明,只要合理设置限幅门限,直接限幅法能够有效地降低一体化系统PAPR,由于限幅模块位于发射端,因此对雷达分系统目标检测性能影响较小;对于通信分系统,对信号直接限幅后会对误码率带来一定的影响,但是在信噪比较小时,仿真结果表明不论在衰落信道还是AWGN信道,直接限幅对系统的误码率性能影响不大。

一种新颖的低计算复杂度OFDM符号细同步算法

本文针对基于重复共轭对称结构前导的OFDM系统,提出了一种新的符号细同步算法。新提出的算法基于延迟相关、延迟相乘和对称相关,设计出定时度量1和定时度量2,在利用定时度量2搜索出其峰值位置的基础上,利用定时度量1确定出多径信道中的第一径。和传统的基于重复共轭对称结构前导的定时方法相比,新提出的算法在具有较低计算量的同时,消除了传统方法中的定时模糊问题,并有效减小了多径信道条件下的定时位置偏移。在6径典型市区信道条件下的仿真结果表明,新提出的同步方法可获得准确的符号同步性能。该方法适用于连续和突发OFDM系统的同步。

短波电台实践课教学改革的思考

为了提高我院通信装备实践课教学效果、提升学员岗位任职能力,对短波电台实践教学中存在的教学条件相对薄弱、教学内容不够丰富、教学手段相对单一等问题进行了分析,从教学准备、内容组织、考核方法、师资建设等方面提出了改革措施.教学实践表明,这些措施是有效的.这为军校实战化课程建设提供了参考.

一种新的BPSK中频数字正交解调方法

基于前向结构设计思想,提出了一种适用于通用通信平台的BPSK信号中频数字正交解调方法,并给出了该解调方法中的主要算法——频偏估计算法及定时恢复算法。最后,对该中频解调方法的定时恢复算法和频偏估计算法的均方误差性能及系统误码性能进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方法能有效地实现BPSK信号的中频数字正交解调。

基于遗传优化的多载波系统PAR最小化算法

首先讨论了遗传优化算法在单实权情况下的运算过程,提出了一种在多权值且权值之间非独立情况下的改进型遗传优化算法。然后针对多载波系统峰值平均功率比(PAR)的最小化问题提出了一种基于遗传优化的多载波系统PAR最小化算法。计算机仿真实验结果证明该算法有效地使多载波系统PAR值达到系统精度要求范围内的最小值。

一种易工程实现的数字接收系统定时同步算法

为解决数字接收系统的定时同步问题,提出了一种易于FPGA实现的数字接收系统定时同步算法.该算法通过计算时域基带过采样信号的瞬时功率,可以快速确定瞬时功率最大值所对应的样点,该样点即为最佳采样点.最后,以QPSK信号为例,在FPGA平台上对算法进行了实现,实现结果证明了该算法的有效性.该算法直接在时域进行,具有速度快、易于FPGA实现等优点,亦可用于对其他数字信号进行定时同步.

QAM-OFDM雷达通信共享信号长时间相参积累算法

QAM-OFDM(Quadrature Amplitude Modulation-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)雷达通信共享信号因携带随机通信信息,其脉压旁瓣的随机性较大,类似噪声的影响。针对该问题,采用基于Keystone变换的长时间相参积累算法抑制其旁瓣。在共享信号模型的基础上,分析了其脉压旁瓣受随机通信信息的影响以及采用长时间相参积累抑制其旁瓣的可行性,然后采用Keystone变换校正其长时间相参积累产生的距离单元走动,并进行多普勒模糊补偿处理。理论分析和仿真结果表明,该方法使得回波能量积累集中,能有效实现共享信号脉压旁瓣的抑制。