基于CP重构的高时间传输效率CP-UFMC接收方法

针对循环前缀(cyclic prefix,CP)不足的情况对循环前缀通用滤波多载波(cyclic prefix-universal filtered multi-carrier,CP-UFMC)系统的影响进行了数学推导,提出了一种基于CP重构的高时间传输效率CP-UFMC接收方法来改善系统性能,并进一步研究了选择性重构方法的性能。之后仿真研究了不同CP长度,不同载波频率偏移和不同正交振幅调制阶数时的系统误符号率(symbol error rate,SER)表现。仿真结果表明,基于CP重构的CP-UFMC接收方法可以改善CP不足导致的系统SER恶化问题,使其接近CP充足时的SER,并优于对比的其他通用滤波多载波系统接收方法。

基于检测残差消除的CP-OTFS系统信号检测算法

正交时频空(OTFS)调制技术因其高抗频率色散的性能,有望成为6G中高移动性场景下通信的关键技术。通过在OTFS系统发送端加入循环前缀(CP),可克服信道多径效应导致的码间干扰。针对当前CP-OTFS系统信号检测算法计算复杂度高的问题,提出一种基于检测残差消除的信号检测算法。采用时频域低复杂度初始检测后,结合系统时延-时间域的输入-输出关系计算初始检测残差。以检测残差为迭代变量,通过计算反馈值更新检测信号,并在时延-多普勒域进行逐符号最大似然检测。在迭代计算过程中逐步消除检测残差,并给出了算法停止准则。实验结果表明,该算法在信噪比为15 dB时误码性能比线性最小均方差算法提升了2.79 dB,比消息传递算法提升了1.76 dB,并且具有更好的收敛性和更低的计算复杂度。

基于FPGA的5G物理层LowPHY设计

在对5G O-RAN架构及物理层功能研究的基础上,设计实现了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的5G物理层LowPHY功能模块。通过对5G物理层LowPHY的功能进行分析,制定了总体设计方案,将功能模块划分为上行LowPHY模块、下行LowPHY模块及物理随机接入信道(Physical Random Access Channel,PRACH)LowPHY模块。针对LowPHY数据处理量大的特点,选用在数据处理方面具备高性能、低时延、低功耗优势的FPGA器件来实现。将设计的LowPHY功能模块与其他模块集成为O-RU单元,在5G NR系统中进行测试验证,测试结果表明本设计满足了项目需求,实现了设计目标。

矩形窗正交时频空检测算法

针对正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制系统采用矩形窗函数时,信道矩阵结构复杂导致的鲁棒性差的问题,提出了一种基于时域处理和酉近似消息传递的检测算法。该算法首先添加循环前缀,将时域信道转换为分块对角矩阵;然后应用酉变换和近似消息传递建立迭代检测算法。仿真结果表明,所提检测算法能够在不增加复杂度的条件下有效提升检测精度和鲁棒性,特别是存在信道编码的条件下表现出2 dB的性能增益,使得该算法更适用于杂散多径、高速移动等环境,具有较高的应用价值。

典型水声多径信道下CP对OFDM系统性能的影响

为了完全消除系统中由多径效应带来的干扰,可在符号间设置循环前缀(CP)作为保护间隔(GI)。针对CP消除多径干扰的原理,对典型水声多径信道下设置CP时的OFDM系统性能进行探究。在OFDM系统中采用二进制相移键控(BPSK)调制技术,以误码率和信息传输速率作为系统性能衡量标准,验证了CP降低系统误码率的作用,同时得到信息速率损失与CP长度呈正相关,由仿真结果得出CP对系统可靠性产生影响的条件为TCP<τmax,为OFDM系统中CP的最优选取提供依据。

基于循环前缀的线性调频信号抗干扰探测波形设计方法

切片干扰兼具压制和欺骗干扰的特点,给雷达目标检测带来巨大挑战。针对这一问题,提出了一种基于循环前缀(CP)的线性调频信号设计与处理方法。首先,建立抗干扰探测波形和切片干扰的信号模型,接着利用基于CP的脉冲压缩算法实现目标距离向估计。然后,在恒模条件下,建立了以最大化脉压输出信干噪比为目标的优化问题模型,由于该优化问题是一个NP难问题,文中提出了包络约束-共轭梯度算法获取近似解。最后,通过仿真结果证明本文所提方法的有效性。

OFDM技术及系统仿真设计

OFDM技术在高速数据传输中得到了广泛的应用,尤其在无线接入和移动通信中的应用前景非常广泛。结合实践经验,通过分析OFDM的关键技术,给出了OFDM系统仿真设计的基本框架,最后结合实例给出了设计的过程和仿真的结果。

无保护间隔的OFDM信道自适应均衡的一种新算法

近年来作为一种特殊的多载波调制方式———正交频分复用 (OFDM)已得到越来越多的人的关注 .对于传统的OFDM系统来说 ,如果循环前缀的长度大于信道的时延扩散值 ,则可以通过简单的频域均衡来解调OFDM信号 .可是循环前缀的使用却降低了系统的传输效率 ,如果能压缩甚至去掉循环前缀 ,而保持系统性能不变 ,则是很有意义的 ,为此本文给出了一种新的均衡结构 ,利用循环迭代手段以减少甚至去掉循环前缀 ,最后通过计算机模拟 ,证实了这种结构的有效性 .

利用循环前缀的OFDM系统定时同步算法

在频率选择性衰落信道下,由于符号间干扰(ISI)的存在,利用循环前缀(CP)的最大似然正交频分复用(OFDM)系统同步算法性能较差.首先,通过改善循环前缀"集相关"特性存在的缺陷,提出了一种新的定时度量函数.利用无符号间干扰区间内的采样点,对相隔OFDM符号长度的两个数据块进行相关运算.其次,提出新的检测函数,在由定时度量函数最大值和循环前缀长度确定的区间内,搜索检测函数的最大值,得到定时偏移估计值,完成定时同步.仿真结果表明,在频率选择性衰落信道下,与已有算法相比,本算法定时偏移估计值期望更接近理想值,均方差更小,复杂度更低.

一种正交频分复用低压电力线通信系统的信道估计与迭代均衡策略

正交频分复用(orthogonal frequency division multi-plexing,OFDM)技术在低压电力线高速通信研究和应用领域获得了广泛重视。传统的OFDM系统通过对每个符号添加大于信道响应长度的循环前缀(cyclic-prefix,CP)来消除符号间干扰,使传输效率降低。提出一种低压电力线信息符号无循环前缀的OFDM通信系统的信道估计与迭代均衡策略,该策略采用m序列作为训练序列,利用其特殊的自相关特性,在系统接收端获得信道的时域响应,进而对无循环前缀的OFDM信息符号进行迭代均衡,以消除符号间干扰。仿真实验表明,该策略可提高传输效率、增强系统的抗噪性能、获得比传统OFDM系统更低的信道估计均方误差和误码率,且具有较低的计算复杂度。

无线弥散信道下OFDM系统中时间同步方案的比较分析

首次直接在弥散信道上讨论OFDM系统的时间同步模型,并在此基础上分析了OFDM通信系统中的基于训练序列和基于循环前缀的两类时间同步技术的在不同信噪比条件和不同信道冲激响应长度下的同步性能.

基于OFDM循环前缀LS信道估计的构造方法

提出了一种在正交频分复用系统中循环前缀频域序列(CPFS)用于最小二乘信道估计的子载波构造方法。该构造方法基于比较CPFS序列和梳状子载波序列的相关性,可使LS信道估计的精度增加。该相关性利用凸优化的方法,以子载波总体为变量及LS信道估计的最小均方误差(MSE)机制建立约束,得到优化模型并通过拉格朗日方法求得最终构造解。仿真结果表明,该构造方法得出子载波新解能使得LS估计模型下,CPFS序列的估计精度更优。

在OFDM系统中用循环前缀对时变色散信道进行估计

目前 ,正交频分复用 (OFDM)技术因能在无线时变信道中进行高速数据传输而受到广泛的关注。在相干的OFDM系统中 ,接收机能否获得准确的信道状态信息(CSI)是系统性能提高的关键。为了能在接收端获得准确的CSI和提高系统的传输速率 ,文中将文献 [3]的算法由单路发射推广为I Q两路发射 ,采用复抽头系数的FIR滤波器对多径衰落信道进行建模 ,并用通常被丢弃的循环前缀作为训练序列对信道进行估计和均衡。仿真结果表明改进的算法在相同的子载波和比文献 [3]传输效率提高一倍的情况下能有效地自动跟踪信道的变化。

多径衰落信道下OFDM定时同步算法的研究

利用循环前缀(CP)能量差分特性和集相关特性对已有的定时同步算法加以改进,提出了一种新的正交频分复用(OFDM)符号同步算法.在多径衰落信道环境下,CP的能量差分特性和集相关特性在CP后部均未受到多径的破坏,所提算法优化利用了CP的这2种特性.仿真结果表明,该算法在多径衰落信道下能获得较好的符号定时同步性能;同时消除了频偏对符号定时的影响,且在一定范围内随多普勒频移的增加,符号定时同步性能得到进一步改善.

单频网CP-OFDM信号外辐射源雷达的分载波杂波抑制方法(英文)

杂波抑制是外辐射源雷达目标检测的一项关键技术。尤其在单频网配置下,多径杂波和地杂波相对于单发射站情况成倍增长,造成其在空域和时域均具更大扩展,使得传统杂波处理方法面临新的困难。该文研究了一种新的分载波杂波抑制方法,该方法针对带循环前缀的正交频分复用信号(CP-OFDM)所设计,能较好克服单频网配置给杂波抑制引入的新问题。文章首先阐述了该方法的原理,接着展示了其有别于传统方法的特性,包括分载波空域处理的多普勒响应和全新的主瓣杂波问题,然后从理论上研究了该方法的鲁棒性,仿真和实测处理结果验证了该文方法的有效性。

一种基于循环前缀的OFDM盲检测及参数估计算法

提出了一种基于循环前缀的OFDM盲检测及参数估计算法。该算法利用接收信号循环前缀的相关性进行OFDM信号的盲检测,并通过搜索联合相关函数的峰值来实现参数估计。该算法能区分OFDM与其它多种体制的信号,应用范围广范。实验结果表明该算法所需数据量小,检测及参数估计精度高,具有一定的可行性和实用性。

基于循环前缀的相位编码OFDM雷达多普勒频移估计和补偿

相位编码正交频分复用(PC-OFDM)雷达是近年来新体制雷达研究热点之一。该雷达信号对正交多载频进行相位调制,同时具有距离、多普勒高分辨。然而,PC-OFDM雷达对多普勒频偏较为敏感,该文研究了PC-OFDM雷达基于循环前缀(CP)对多普勒频偏进行估计,并基于估计值对频偏进行补偿,再进行脉冲压缩。仿真实验证明,该文方法能有效改善多普勒频偏所带来的1维距离像结构破坏和旁瓣抬升。

OFDM码元定时和频率偏差估计中的最佳相关长度分析

码元定时和频率偏差估计是OFDM系统的关键技术之一.以相关运算为核心的最大似然算法(ML)在OFDM码元定时和频率偏差估计中得到广泛的应用.如何确定多径传播环境中接收机最佳相关长度是影响ML算法实际应用的关键.通过分析得出:减小ML中相关窗长度可以有效地抑制多径传播的影响;其最佳相关长度等于循环前缀与最大多径时延之差.部分相关ML算法首先利用子空间分解技术动态跟踪多径信道变化,再实时计算出最佳相关长度用于码元定时和频率偏差估计.仿真结果证明新算法可以有效地抑制多径传播对同步估计性能的影响.

OFDM系统中利用循环前缀的非迭代相位噪声抑制算法

为补偿OFDM系统中相位噪声引发的干扰,提出了一种非迭代的利用循环前缀进行线性内插的相位噪声抑制算法。该算法利用循环前缀与OFDM符号中对应采样点间的相关性,将未受符号间干扰(Inter symbol interference,ISI)的循环前缀应用到对相位噪声的估计中,只需要少量循环前缀即可对原有线性内插算法中的插值点进行优化,通过增加每个OFDM符号中线性内插的插值点数,使得内插估计出的相位噪声更加贴近实际的相位噪声。仿真分析表明,该算法在相位噪声线宽较小时的误码率曲线更能贴近无相位噪声时的曲线,在相位噪声线宽较大时相比原有的相位噪声内插算法有0.8~1.8dB的增益并能够有效降低错误平层。

一种结合DWT与DCT插值的OFDM信道估计新方法

针对传统的基于离散余弦变换(DCT)的正交频分复用(OFDM)信道估计算法去除噪声不够理想的问题,提出了一种结合离散小波变换(DWT)与DCT插值的OFDM信道估计新方法.在对信号进行最小二乘(LS)估计后,利用DWT对信号进行阈值量化消噪处理,然后将循环前缀(CP)内各采样点上的能量均值作为DCT线性插值过程中的阈值,对循环前缀内的噪声进行再次处理,从而进一步降低噪声的影响.对算法的误码率(BER)和均方误差(MSE)等进行了试验仿真.仿真结果表明:文中算法的性能明显优于经典的LS算法、传统的DFT算法、基于改进阈值的DCT信道估计算法.新算法使循环前缀内的噪声得到了有效的抑制,与基于改进阈值的DCT信道估计算法相比,在相同BER下,文中算法的SNR提升了约1 dB;当MSE相同时,文中算法SNR约有2 dB提高.