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。

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.

基于改进强跟踪无迹卡尔曼滤波的正交频分复用频偏跟踪和估计算法

针对高速运动环境下多普勒效应导致的载波频偏,建立了正交频分复用(OFDM)动态状态空间模型,提出了基于改进的强跟踪无迹卡尔曼滤波(STUKF)的频偏跟踪和估计算法。该算法将强跟踪滤波思想跟UKF相结合,通过在计算量测预测协方差和互协方差时引入渐消因子,在调整前一时刻频偏估计误差协方差的同时又控制过程噪声协方差,实时调整增益矩阵,增强了对时变频偏的跟踪能力,提高了估计精度。最后分别在非时变和时变频偏模型下对所提算法进行了仿真验证。仿真结果表明,与UKF频偏估计算法相比,所提算法在时变频偏中具有更好的跟踪和估计性能,在相同误码率(BER)下信噪比(SNR)大约有1 dB的提升。

基于多项式模型和卡尔曼滤波器的正交频分复用自适应信道估计算法

在正交频分复用(OFDM)系统中,为了准确地检测接收信号并实现解调,必须对信道的传输函数进行准确估计.本文提出了一种适用于OFDM通信系统,基于二阶多项式模型和卡尔曼滤波器(Kalman filter)的自适应信道估计算法.利用二阶多项式模型对无线时变信道进行建模,通过合理安排插入导频结构,使用块状导频,可以使得原本二维的时频多项式模型减少到一维,降低信道估计算法的复杂度.同时,在多项式模型的基础上,将时变无线信道等效为一autoregressive(AR)过程,从而建立起卡尔曼滤波器的过程方程与测量方程,通过卡尔曼滤波器的递推公式,即可实现对多项式模型参数的自适应估计.本文提出的算法可以仅使用最少的导频(即与多项式模型参数相同个数的导频)实现准确的信道估计.由于每次所需导频个数的减少,接收端所需存储的未解调信号的数量也随之降低,大幅减少了接收端所需的存储空间.计算机仿真证明,与线性插值算法和基于二阶多项式模型算法的信道估计相比,在相同输入信噪比和归一化多普勒频移条件下,本文提出的算法具有较低的误码率.

基于匹配滤波的正交频分复用信号盲识别

针对传统的相关算法在循环前缀(Cyclic prefix)长度较短时识别率较低的缺点,研究了一种基于匹配滤波的正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号盲识别方法。该方法利用不同标准中OFDM信号子载波间隔不同的特点,通过对子载波间隔的估计来实现对信号的识别分类。在建立信号模型的基础上,对提出的算法进行了详细的描述,分析了频率和时间偏移对算法的影响。针对参数搜索过程的高复杂度问题,采用了粒子群优化算法优良的迭代寻优能力来优化参数搜索过程。仿真结果表明:匹配滤波算法克服了传统方法的不足,具有更高的信号识别率和更好的抗多径信道能力。

正交频分复用系统中基于子空间跟踪的信道估计

基于导频的正交频分复用(OFDM)系统信道估计方法是通过在确定的时频位置发送已知的导频符号来获取信道参数的,通常包括导频位置的最小二乘估计和内插滤波两步.如果能够提高导频位置信道频域特性的估计精度,那么后续内插滤波的精度也就能相应地得到提高.为此,在建立通用参数化信道模型的基础上,提出一种子空间跟踪的改进算法.该算法通过基于Givens旋转的时延子空间跟踪和基于RLS滤波的幅度跟踪,提高了导频符号信道估计的精度,降低了跟踪算法的复杂度.仿真结果表明,基于子空间跟踪的信道估计方法具有较低的复杂度和较高的估计精度.

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。

矢量正交频分复用系统的窄带干扰抑制

分析了窄带干扰对矢量正交频分复用(VOFDM)系统性能的影响,提出了一种VOFDM系统的窄带干扰抑制方法。该方法通过对接收矢量进行修正,把矢量子信道的接收转化为多载波码分多址(MC-CDMA)系统的接收检测问题,再采用最小均方误差合并技术实现窄带干扰抑制。性能分析及仿真结果表明,所建议的接收方法可有效提高系统对窄带干扰的顽健性,对于矢量长度为16的VOFDM,当信干比为15dB且误码率为10-2时,本方法相比于最小平方检测有约8dB的信噪比增益。

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。

正交频分复用信号在强窄带干扰下的同步算法

提出了一种采用PN序列作为正交频分复用(OFDM)信号引导序列的帧同步方法,此方法能够在强窄带干扰或极低信噪比信道中精确地实现帧同步,克服了基于循环前缀的同步算法在强窄带干扰信道中以及在极低信噪比条件下,无法实现精确同步的问题。仿真结果表明,基于PN序列的帧同步算法在信噪比为-5dB条件下仍能够实现精确同步,且具有抗多径效应和抗强窄带干扰的能力。

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.

多用户多输人多输出-正交频分复用系统的一种子信道分配方案

针对多用户多输入多输出一正交频分复用（MIMO-OFDM）系统的下行链路，基于脏纸编码（DPC）和线性接收机，提出了一种简单的子信道分配方案．每个子栽波上，各用户以其信道矩阵左奇异向量作为接收机；发射机已知所有用户的信道信息，通过贪婪DPC预编码，分配空间子信道；然后，根据各子信道增益进行注水功率分配获得最大的和速率信道容量．仿真表明，本文方法可以实现接近Sato界的信道容量．

基于索引调制的5G新波形滤波正交频分复用技术

滤波正交频分复用(filtered-OFDM,F-OFDM)作为5G候选技术之一,虽然继承了正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术的优点,同时在系统灵活性以及对抗系统延时方面具有十分突出的优势,但仍存在对频偏敏感、峰均比较大的问题。针对这一缺点,提出F-OFDM索引调制系统,该系统通过将F-OFDM系统每个子带上的发送数据比特分为索引调制比特与星座调制比特,利用索引比特选择激活子载波,然后将星座调制符号放在激活子载波上进行发送,在接收端利用不同检测算法,如最大似然(maximum likelihood,ML)检测或能量检测算法进行检测解调得到估计发送符号。通过分析与仿真结果表明该系统不仅能有效抑制频偏对系统性能的影响,而且能降低F-OFDM系统所存在的较高峰均比问题,具有一定的现实研究意义。

正交频分复用信号子载波调制方式识别

正交频分复用(OFDM)技术广泛应用于军用和民用领域。在通信侦察、信息对抗以及无线频谱监控等应用中,通常不能事先获得通信方的调制方式信息,这就需要对接收信号进行分析识别,以提取调制方式。在研究OFDM信号分选识别的基础上,重点研究了基于聚类的子载波调制方式识别方法。

正交频分复用水声通信子载波干扰抑制

在引入正交频分复用调制技术的水声通信中,发送端与接收端采样频率偏差及多普勒频移会引起子载波间的干扰,为了抑制信号产生幅度衰落和相位畸变并降低系统误码率,根据多载波水声通信的特点提出了一种抑制载波间干扰的方法.利用导频序列拟合出采样频偏,通过重采样滤波器进行补偿,对多普勒因子粗补后,利用各象限解调数据方差的极小值确定解调数据长度,通过高分辨率傅里叶变换实现多普勒干扰抑制.3次实验结果证明该方法有效可行,能够较好地抑制子载波干扰,可显著提高多载波水声通信的系统性能.

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。

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。

正交频分复用及其关键技术

正交频分复用（OFDM）由于在欧洲的数字视频广播、无线局域网中的成功应用,近年来倍受瞩目。本文介绍了OFDM技术的基本原理,及其信道均衡、同步、峰值功率控制、编码的正交频分复用（COFDM）几个关键技术。

广义频分复用与正交频分复用的比较

广义频分复用是德国5GNOW项目组提出的一种5G物理层解决方案,采用的是非矩形脉冲成型。首先对GFDM基本模型进行研究,指出其本质是DFT滤波器组,然后分别用DFT滤波器组实现OFDM和GFDM多载波调制系统,分析三者间的联系与区别,突出循环卷积降低GFDM计算复杂度的特点。从CP加入方式和原型滤波器两个方面对GFDM和OFDM进行比较,指出GFDM使用更少的CP,提高了频谱效率。最后通过实验仿真,对二者的原型滤波器频域响应性能和SER性能进行比较,强调非矩形滤波器有更好的频域响应性能,GFDM的SER性能较差是因为放弃了子载波的严格正交条件,导致子载波间干扰增大。

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。