基于两分量广义加权分数傅里叶变换的大规模MIMO波形设计

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统下传统信号分集技术需要牺牲通信速率或频谱等通信资源的缺陷,提出了一种基于两分量广义加权分数傅里叶变换(DCGWFRFT)的波形设计方法。该方法通过引入计算分集的概念,以一定的计算资源为代价提升系统的分集性能,且发送端不需要已知信道状态信息。分析了基于DCGWFRFT的波形的计算分集原理,并根据该原理提出了一种基于DCGWFRFT的波形设计与变换流程,在保持物理层安全特性的基础上提升波形的抗衰落能力。理论分析证明,在无噪声的情况下,所提出的波形设计与变换流程能够完美恢复原始发送信号;在有噪声的情况下,所提出的波形相比于未经变换的波形的误差能量分布更加平均。仿真结果显示,在误码率为10^(−3)时,基于DCGWFRFT的波形相比于未经变换的波形有至少1.7 dB的比特信噪比性能优势。

广义加权分数傅里叶变换两分量组合抗衰落技术

为了在不改变载波体制的情况下,提升传统单载波(Single Carrier,SC)和多载波系统(Multi-Carrier,MC)的抗衰落能力,本文利用广义混合载波(Generalized Hybrid Carrier,GHC)系统在信号设计方面的高灵活性,提出基于广义加权分数傅里叶变换(Generalized Weighted Fractional Fourier Transform,GWFRFT)的两分量组合抗衰落方案.针对SC系统,所提两分量方案包含时域和时域反转两个分量,可以有效提升系统抗时间选择性衰落的能力;针对MC系统,所提两分量方案由频域和频域反转两个分量组成,能够有效提升系统抗频率选择性衰落的能力.为了充分挖掘两分量组合信号的潜力,本文对这种信号形式获得性能优势的机理进行了分析.分析结果表明,两分量之间的功率分配和同一符号在两分量中所经历衰落的独立性是影响两分量信号性能的关键因素.鉴于此,本文提出两分量等功率设计和半码块反转方案,进一步优化了两分量组合信号的性能.在此基础上,本文给出两分量组合信号生成方法,并分析其实现复杂度和频谱特性.仿真结果表明,两分量组合方案可以在不占用额外时间和频谱资源的前提下,实现对传统SC和MC系统抗衰落性能的有效提升,而基于分量等功率分配和半码块反转的优化可以进一步增强这种性能提升的效果.

基于扩展加权分数阶傅里叶变换的移动通信系统研究

基于扩展加权分数阶傅里叶变换(Extended Weighted-type Fractional Fourier Transform,EWFRFT)的两分量信号是一种新的信号形式,具备抗信道衰落的能力,但缺乏更多角度讨论和理论分析.首先对线性处理的两分量信号性能进行深入分析,提出用最大似然检测和连续干扰消除算法解调两分量信号,分别以不同研究角度对这两种算法的作用进行了理论解释.通过两分量信号通信系统中接收处理算法的讨论,丰富了两分量信号的接收处理方法 .仿真结果表明:所提方法提高了两分量信号通信的可靠性.

混合载波系统高阶计算分集方法

面向多载波系统的分集方案对于通信技术的发展而言至关重要,针对混合载波系统设计分数域四分量计算分集(fractional domain four-component computation diversity,FDFC-CD)方法,利用分数傅里叶信号含有多个时频分量的特点提高混合载波系统的分集性能,并基于多分量扩展的计算分集方法存在能量分布不均匀的背景,提出高阶计算分集方法,并进行了相应的仿真验证。针对高阶分数域四分量计算分集数据块内部部分点位相关性过高的问题,提出了基于数据块反转的能量平均化策略。仿真结果表明,高阶计算分集可以使系统比特误码率得以降低,且分集阶数越高,降低效果越好,其阶数选择受限于系统资源、链路衰减和接收机灵敏度。能量平均化策略的提出完善了高阶计算分集方法,二者结合良好,分集效果得到了进一步提高。

基于WFRFT频谱预编码的GFDM系统性能优化方法

针对广义频分复用(GFDM)系统在实际应用中仍然面临着带外功率泄漏和峰均功率比较高的问题,通过深入分析频谱预编码GFDM系统功率谱特性,构建了一种基于加权分数傅里叶变换(WFRFT)的通用频谱预编码(SP)框架,提出了二维参数可调的WFRFT-SP-GFDM系统。通过参数的灵活配置,可使该WFRFT频谱预编码器逼近加权分数傅里叶变换矩阵,实现对带外功率和峰均功率比的精确控制。仿真结果表明,与GFDM和WFRFT-GFDM波形相比,WFRFT-SP-GFDM波形可以有效抑制系统带外功率泄漏,同时保持较好的峰均功率比和误码率性能。