多频带-正交频分复用超宽带系统的研究与仿真

简要阐述了多频带-正交频分复用(MB-OFDM)超宽带系统的基本原理及信号格式,具体分析了相应的发射机与接收机的基本组成与工作原理。在此基础上,利用SystemView仿真平台对发射机、接收机以及信道进行了仿真设计,并互连成一个MB-OFDM超宽带系统。最后,分别给出了功率谱密度、子频带切换以及发射端与接收端信号比较结果,通过对仿真结果的分析证明了整个系统的正确性与可靠性。

基于隐藏导频的多频带正交频分复用超宽带稀疏信道估计

在多频带正交频分复用超宽带系统中,基于隐藏导频提出一种稀疏信道估计算法.通过隐藏导频而估计出信道,利用广义信息论准则建立代价函数并探测出非零抽头位置,修正得到稀疏信道估计值,通过降低估计维数提高了算法的估计性能.同时,分析了算法性能和克拉美-罗界(CRB).仿真结果表明,稀疏信道估计算法比传统算法的性能明显提高,且性能更接近于CRB.

超宽带—正交频分复用系统的接收结构

在研究超宽带系统的信道传输和最佳接收的基础上,提出超宽带—正交频分复用(UWB＿OFDM)系统的接收结构,引入叠加导频技术来实现UWB＿OFDM系统的时间与频率同步,在此基础上解决Rake接收和多址接入等关键问题.

一种应用于多带正交频分复用超宽带的IFFT/FFT处理器

针对多带正交频分复用超宽带(MB-OFDM UWB)系统,提出了一种高吞吐量、混合字长、混合基、4并行数据路径的128点IFFT/FFT处理器结构。该处理器采用具有误差补偿的改进Booth定长乘法器和CSD常量乘法器,有效地提高了精度和减少了硬件的复杂度。通过分析,本方案比混合基多路径延迟反馈(MRMDF)结构减少了49%的乘法器资源,在硬件开销相当的情况下,比双并行数据路径结构减少了30%的存储器资源和提高了33%的吞吐量,使该处理器在精度、硬件开销和速度上做了最好的折衷。在0.18 μm COMS工艺下,该处理器的最大工作频率达到300 MHz,吞吐量为1.2Gsamples/s,满足了吉比特无线个人域网络(WPAN)的要求。

基于多带正交频分复用的超宽带信号压缩传感

针对超宽带(UWB)信号在采样率过高时难以采样的问题,提出了改进的并行分段式压缩传感(MPSCS)方法,并且在多带正交频分复用超宽带通信系统中,利用MPSCS中基于正交匹配追踪(OMP)的重构算法进行了压缩采样与信号重构。在CM1信道下,通过仿真分析比较了MPSCS方法和并行分段式压缩传感(PSCS)方法、奈奎斯特方法的误码率、采样率性能。仿真结果显示,MPSCS在误码率、采样率方面有很大优势,而且在采样率仅为奈奎斯特速率6.06%的情况下,MPSCS能精确重构超宽带信号。

正交频分复用-车辆自组织网络跨层安全传输协议

针对现有车辆自组织网络（VANET）存在的安全隐患,提出一种多载波的跨层安全传输协议.该协议包括网络层的安全路由协议和物理层的安全频率分集接收两部分：一方面限制不相关节点对于信息传输路由的知情权;另一方面在物理层的分集接收过程中利用信道衰落特征的差异性使合法接收节点和窃听节点存在较大的信号解调性能差异,其所用的信道状态信息源于网络层向物理层的跨层透传.理论分析和系统仿真结果表明,提出的传输协议在车辆规模为1000～2000辆时,瞬时窃听节点数仅为3左右,相对于现有方法能有效地降低窃听节点数量.

基于多维扩展的正交时序复用波形框架及其性能分析

正交时序复用(OTSM)是一种适用于高速移动场景的低复杂度调制方法。然而,单一的波形设计方法难以满足多样化的应用需求和性能需求。因此,该文基于加权分数傅里叶变换(WFRFT)提出了加权分数沃尔什-哈达玛变换(WFRWHT),并提出了多维扩展的一体化的加权分数傅里叶变换-加权分数沃尔什哈达玛变换-正交时序复用(WFRFT-WFRWHT-OTSM)波形框架。通过对2维参数的灵活配置,该框架可退化为OTSM、正交时频空、混合载波、正交频分复用和单载波等波形,同时研究了采用高斯-赛德尔(GS)迭代均衡时一体化WFRFTWFRWHT-OTSM波形在时延-多普勒信道下的误码率(BER)性能以及峰均功率比(PAPR)性能。仿真结果表明,在不同时延-多普勒信道下,该框架可通过改变WFRFT和WFRWHT阶次实现更优的BER和PAPR性能。

涡轮编码迭代检测在多输入多输出-正交频分复用系统中的应用

垂直分层空时码技术是多输入多输出-正交频分复用系统常采用的一种检测方法,但是其计算方法非常复杂.空频分组码是一种比较有效的技术,可以提高数据在多道无线信道传输的效率.本文提出一种将空频分组码与垂直分层空时码系统相结合的方法,并通过使用turbo码的迭代检测来改善信道估计性能.实验证明:该方法不仅可以简化系统的复杂度,还使得系统在快衰落信道中也具有较好的性能.

低频部署下MIMO-OFDM通信系统的频谱利用效率分析

主要深入研究低频部署下多进多出-正交频分复用(Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM)通信系统的频谱利用效率,探讨低频部署对系统性能的影响,并提出相应的优化策略。详细分析低频部署对信号传输性能和频谱利用效率的影响,评估频谱利用效率,提出针对低频部署的MIMO-OFDM系统的优化策略,最后探讨低频部署下MIMO-OFDM系统的适用场景,为实际应用提供一些建议。

π旋转LDPC码在MB-OFDM超宽带系统中的性能分析

π旋转LDPC码克服了以往LDPC码编码复杂度高的缺点,具有码率变化灵活,长码构造简单,无需求出生成矩阵,节约储存空间等优点。为了提高超宽带(UWB)系统的传输可靠性,利用π旋转LDPC码设计了一种不采用交织的多带正交频分复用(MB-OFDM)超宽带的实现方案,并通过仿真计算分析了π旋转LDPC码与并行级联卷积码的性能差异。

多带正交频分复用系统抗窄带干扰技术

针对超宽带通信系统存在严重窄带干扰问题,基于传统的超宽带通信系统的解决方案,研究了一种基于窄带抑制正交频分复用的新的超宽带系统。新的系统充分利用一个子带内所有子载波的频率分集性,将子载波的编码数据流扩展到相应子带的所有子载波上,增强了多带正交频分复用系统的抗干扰能力。理论分析和仿真结果均表明,这种方法能进一步提高系统的抗干扰能力。

用于高速MB-OFDM超宽带系统的改型双载波调制技术

双载波调制(DCM)是由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。为了支持1Gbps的数据率,采用改型双载波调制(MDCM)方案,并采用低密度奇偶校验(LDPC)以减少误包率。仿真结果表明,系统在速率为1Gbps下,要达到小于8%的误包率,只需信噪比为11dB。

基于隐藏导频的正交频分复用信道估计

单载波系统中的隐藏导频信道估计算法不适用于正交频分复用(OFDM)系统,为此提出了一种适用于OFDM系统的隐藏导频估计算法.该算法将导频信号叠加在时域信号之上,提高了有效数据率.仿真结果表明,所提算法能够在使用相同导频功率的情况下节约系统的有效带宽.

级联RS码的自由空间光通信正交频分复用系统性能分析

为了有效抵御大气散射效应和提高频谱利用率，提出了自由空间光通信正交频分复用系统．由于大气信道的不稳定性，该系统在传输过程中导致误码率很高．将里德-所罗门码引入自由空间光通信正交频分复用系统中，对其进行了半实物仿真，仿真结果表明：当误码率为10^-2时，正交频分复用较开关键控性能优越4dB；在广延雨、平流雾、沙尘天等不同的天气条件下，当误码率为10^-5时，里德-所罗门（255，223）信道编码较未编码性能优越4～5dB．正交频分复用系统和里德-所罗门码的技术能降低系统的误码率．

基于正交扩展的MB-OFDM系统性能分析

针对多带正交频分复用(MB-OFDM)通信系统存在窄带干扰的问题,提出了一种基于高阶旋转扩展矩阵的多带OFDM系统。同时用误差权重分布方法分析各种角度的高阶旋转扩展矩阵及其它正交扩展矩的分集度,并在实验仿真中比较了各种扩展矩阵对MB-OFDM系统性能的影响,结果表明各种角度(π/2除外)的高阶旋转扩展矩阵进一步提高超宽带系统抗窄带干扰的能力。

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.

基于正交频分复用的水声自适应通信系统性能仿真研究

本文从平均谱效率的角度分析并讨论了基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)技术的水声自适应通信系统的通信性能。在两种典型的水声统计信道假设下,根据信道状态信息的不同精确程度,针对不同的调制方式,对水声自适应通信系统的平均谱效率进行了理论推导,并给出了部分性能函数的解析形式,而后从多个角度给出了较为全面的数值仿真分析结果。仿真结果显示:当目标误码率为10-3时,水声自适应通信系统可以在相同发射功率下,显著地改善通信性能(约3 bit/s/Hz);在同样的目标误码率下,如果维持传输性能不变,自适应通信系统可以显著节省发射功率(约10 dB)。在信道状态信息不确知的情况下,当信道估计误差大于-15 dB,或多普勒补偿后信道的扩展因子大于0.03时,自适应系统的性能才会显著劣化。此外,在统计意义上,自适应通信方法对于系统性能的改善程度随通信距离的增加而增大。

补码键控正交频分复用系统仿真研究

补码键控-正交频分复用(CCK-OFDM)技术是无线局域网标准IEEE802.11g指定的调制方式之一,结合了补码键控(CCK)调制和正交频分复用(OFDM)技术的性能优势,增强了抗多径、抗窄带干扰、抗频率选择性衰落的能力,在未来可兼容性、高速率的无线局域网数据传输中起着重要作用。文章在回顾了CCK、OFDM技术基本原理的基础上,提出了CCK-OFDM系统的仿真流程,并运用Matlab在高斯信道环境和典型的多径信道环境进行了蒙特卡罗仿真。结果表明,在不降低编码效率的条件下,CCK-OFDM系统性能较OFDM系统有大约3dB的改善。

GDS-MIMO-OFDM雷达通信一体化波形设计

针对正交频分复用(OFDM)雷达通信一体化波形存在的通信速率较低、自相关旁瓣较高的问题,提出了一种基于Gold码扩频的多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)雷达通信一体化波形。将MIMO-OFDM与扩频序列相结合,利用相关性较好的Gold码对通信信息进行扩频,再与OFDM脉冲符号进行调制,进而设计出一种既能提高通信速率又能改善雷达性能的一体化波形。仿真实验证明,较相同仿真条件下的Gold-OFDM、脉冲压缩-正交频分复用(PC-OFDM)一体化波形而言,所设计的一体化波形的通信速率能够倍数提高且可以在不影响通信性能的前提下降低信号模糊函数的旁瓣,从而改善一体化系统的雷达性能。