水声正交频分多址上行通信稀疏信道估计与导频优化

针对水声正交频分多址(OFDMA)上行通信中用户导频数量少、分布不均匀,导致传统内插信道估计方法产生误码平层的问题,提出一种稀疏信道估计与导频优化方法.基于压缩感知(CS)理论估计稀疏信道冲激响应,并依据CS理论中测量矩阵互相关最小化原理,提出基于随机搜索的导频图案和导频功率联合优化算法.仿真结果表明,所提方法在不同多径扩展信道下的性能均优于基于线性内插的最小二乘估计、未经导频优化的CS信道估计以及单纯基于导频图案优化的CS信道估计.水池实验分别验证了交织式和广义式子载波分配的水声OFDMA上行通信性能,在接收信噪比高于10 d B时利用所提方法实现了两用户接入的可靠通信.

正交频分多址系统中一种面向多业务应用的自适应资源分配算法

针对正交频分多址(OFDMA)系统下行链路多业务自适应调度的问题,该文首先以最大化系统吞吐量为优化目标、每种业务的服务质量(Qo S)保证为约束条件,建立了一种通用的多业务自适应资源分配模型。为解决此优化问题,提出了一种具体的自适应资源调度算法。该算法对实时业务按照"用户选择最好的信道"的原则分配尽可能少的资源以保证其Qo S,对非实时业务把尽可能多的剩余资源按照"信道选择最好的用户"的原则进行分配,充分利用信道资源,提升系统容量。仿真结果表明,该算法保证了下行OFDMA系统吞吐量的同时,在实时业务的延时和丢包率等方面有一定的优越性。

基于光环路正交频分多址无源光网络的光拍频噪声避免方案及性能仿真(英文)

在正交频分多址无源光网络上行传输中,不同光网络单元的上行信号如果采用相同波长的不同激光器将会产生光拍频噪声,使得光网络单元的无色性难以实现.本文以正交频分多址无源光网络为研究对象,通过对系统结构的研究和相关公式的推导,分析了信号上行传输中光拍频噪声的产生原因和避免方式.针对下行发送上行载波结合光线路终端相干接收的光拍频噪声避免方案进行了仿真研究.分析了系统的抗色散方案以及色散累积和训练序列长度对系统性能的影响,给出了优化的参数设置,为系统实际应用提供了理论参考.

基于非正交多址接入的RIS-IM系统

智能反射面辅助索引调制(RIS-IM)系统作为智能电磁环境下的潜在传输方案,但目前相关研究仅考虑单用户直接发送M阶调制信号场景,若要面向未来无线通信连接海量用户,需结合多址技术对相同资源下更多用户接入场景进行讨论。非正交多址接入(NOMA)技术通过主动引入干扰,对时频资源块进行功率域复用以连接更多用户,实现资源高效利用。文中基于NOMA提出了一种智能反射面辅助索引调制(RIS-IM-NOMA)系统,以实现RIS-IM系统的多用户接入。该系统利用智能反射面提升接收信号质量,并选择最佳发送天线、传递索引信息,通过NOMA将相同时频资源分配给更多用户,以提高频谱效率。在接收端采用贪婪检测方法进行信号检测,并对误码率理论上界进行推导及分析,针对NOMA带来用户间干扰造成的误码率性能下降提出了改进方案。对系统频谱效率进行理论分析,针对用户间频谱效率公平性问题,提出了一种功率分配方式。仿真结果表明:增加反射元件个数可有效降低系统误码率,所提功率分配方式可有效保证系统公平性,从而验证所提方案的有效性。

交织正交频分多址上行频偏和定时同步联合盲估计算法

提出了一种基于功率谱叠加的交织正交频分多址系统上行链路载波频偏和定时同步联合估计算法.该算法利用同一用户在各个子载波上具有相同载波频偏的特点,采用一个未受之前符号污染的循环前缀样值,通过抽取自相关矩阵,将属于同一用户的子载波在功率谱上进行叠加,得到更尖锐的谱峰,从而实现对载波频偏的精确估计.对不同时刻估计到的谱峰量级进行比较,可同时实现定时同步.仿真结果表明,算法在估计精度上明显优于循环平稳算法,当一帧中的符号数较大时,算法的估计精度略优于子空间法,且计算复杂度更低.

正交频分多址系统中最低速率限制下的自适应载波分配

针对用户有最低传输速率要求的正交频分多址系统中,传统资源分配算法频谱利用率低的问题,提出了一种自适应载波分配算法.该算法根据用户最低传输速率的要求、信道状态和当前载波分配状况,确定子载波分配给用户的效用,进而将子载波分配给可以带来最大效用的用户.该算法综合考虑了效率和公平性,从而显著改善了系统性能.仿真结果表明,当用户数不超过系统负载时,与效率和公平分开考虑的算法相比,所提出的算法频谱效率可提高10%,系统负载在同样中断概率下可提高60%.

上行正交频分多址接入系统快速盲频偏估计算法

为了提高上行正交频分多址接入(OFDMA)系统多用户频偏(CFO)估计收敛速度,提出了一种基于重复因子的快速盲CFO估计算法。在窄带信号的假设条件下,利用直线阵接收信号的自相关、互相关矩阵特征值完成波达方向(DOA)估计,进而根据DOA与子载波以及CFO的对应关系建立子空间,并利用子空间之间的正交性完成CFO估计;通过引入信号重复因子,以循环移位的方式重复使用同一OFDMA符号的数据,大大减少了建立子空间时所需要的OFDMA符号数。另外,以多项式求根代替一维搜索完成最终CFO的求解,使得算法性能不受搜索步长的限制。仿真结果表明,该算法在保证估计精度的同时,能够有效减少算法所需的符号数,当子载波数为64、用户数为4时,在理想情况下所需符号数仅为原来的1/10。

正交频分多址系统动态资源分配算法改进

为提高正交频分多址系统中资源分配的公平性,并降低运算复杂度,给出一种自适应线性资源分配算法。根据信道增益计算各用户所需要的载波数量,依据载波数量分配子载波,同时用功率均等策略为用户分配功率。仿真实验结果显示,所给算法相比Linear算法和Shen算法,累积分布函数曲线更接近标准公平曲线,并且复杂度更低,可有效提高正交频分多址系统的数据传输性能。

正交频分多址联接及其关键技术

正交频分多址(OFDMA)是一种基于正交频分复用(OFDM)原理的多址技术,具有很高的带宽利用率,同时汇集了OFDM、跳频及时分多址(TDMA)技术的诸多优点,在无需使用均衡器的情况下,可有效地克服码间干扰。与传统的直扩CDMA(DS-CDMA)或多址CDMA(MC-CDMA)相比,OFDMA提供的容量更大。

智能反射面辅助OFDMA云接入网的资源分配方法

本文研究了智能反射面(IRS)辅助OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交频分多址接入)云无线接入网(C-RAN)的下行链路传输系统,其中基带处理单元(BBU)池通过多个远端射频头(RRH)与多个用户进行通信.RRH到用户的接入链路采用OFDMA接入技术.对于BBU池到RRH,采用无线前传链路,并且部署多个IRS以增强链路传输能力.在BBU池和每个RRH发射功率约束下,本文提出通过联合优化前传链路和接入链路资源配置使下行用户和速率最大化.由于该资源配置问题是非凸的,首先采用连续凸逼近(SCA)对目标以及约束条件进行转换.其次,将转换后的问题拆分成三个子问题来交替性求解.最后,计算机仿真结果显示了所提出的联合资源分配方法与其他基准方案相比具有显著的传输性能增益.

多载频正交频分多址的正交化传输(英文)

对多载频正交频分多址(MC-OFDMA)相关理论进行分析,并借助仿真方法研究MC-OFDMA传输的频谱效率。从理论方面可以导出,只要在MC-OFDMA传输的任何邻近的两个载频之间的频率间隔是整数倍的子载波间隔,则MC-OFDMA的传输就能够被正交化,并由此得出几种实现正交化MC-OFDMA的传输方法。仿真结果显示,正交化MC-OFDMA的传输在频谱效率方面优于非正交化MC-OFDMA的传输。

一种群正交频码分多址系统

提出了一种群正交的频分与码分相结合的多址方案——群正交频码分多址,通过在发送端对用户进行分组,每组内采用码分多址,在接收端利用较低复杂度的分组最大似然检测,可以有效提高频谱利用率。从理论上分析了该系统所能达到的比特误码率性能,并进行了数值仿真,结果显示新系统在保持较低复杂度的同时,取得了更优异的比特误码率性能和更高的频谱利用率。

正交频分复用技术(3)

前两讲已经对正交频分复用(OFDM)的基本原理和OFDM的相关信号处理技术进行了介绍。本讲我们将介绍OFDM中的多址接入方式,包括时分多址、码分多址和频分多址,并简要探讨各种多址方式的特点;然后以数字音频广播、非对称数字用户线以及IEEE 802.11a无线局域网系统为例,介绍OFDM技术在实际通信系统中的应用。

基于基扩展模型的改进正则化正交匹配追踪V2X 快时变SC-FDMA信道估计

为了进一步提升车联万物(V2X)的通信性能,首先根据信道冲激响应的稀疏性建立了适用于高速移动场景的基扩展模型(BEM);其次,证明了BEM系数具有稀疏性,将信道估计问题转化为稀疏信号重构问题,进而提出基于BEM的改进正则化正交匹配追踪(iROMP)迭代稀疏信道估计算法(简称为BEM-iROMP算法)。所提算法通过iROMP获取BEM系数,利用反馈结果不断迭代以达到最优信道估计。仿真结果表明,与最小二乘法、线性最小均方误差和BEM-LS信道估计算法相比,所提算法能够有效提高V2X快时变信道下单载波频分多址系统的归一化均方误差和误码率性能。

自适应波束形成实现交织OFDMA上行链路的载波频偏补偿

在OFDMA系统中,采用交织子载波分配方法可以提高频率分集和系统容量,但是发射机和接收机之间的载波频率偏移会破坏子载波间的正交性,从而导致本用户的载波间干扰以及用户间干扰。该文分析了交织OFDMA上行链路的信号结构,提出了一种采用自适应波束形成器的载波频偏补偿方法,并给出了两种自适应波束形成器:匹配滤波器和MMSE方法。仿真结果验证了MMSE自适应波束形成器的误比特率性能优于匹配滤波器以及传统的循环卷积方法。

OFDMA上行多用户交织信号同步与分离

研究了正交频分多址接入(OFDMA)上行链路中采用交织子载波分配方案的多用户信号同步及分离.采用交织子载波分配方案的OFDMA上行链路中,每个用户信号在1个OFDM符号内都具有一定的周期性结构.首先利用信号的结构特性,并借助子空间的方法估计得到多用户的频率偏移;然后,对接收到的信号应用最小均方误差(MMSE)滤波恢复单用户信号波形,实现了多用户信号分离及频率同步;最后,基于恢复的单用户训练信号对每个用户的时间偏移进行估计.广义线性调频序列(GCL)具有理想的周期自相关特性、最优的互相关特性和低峰均功率比特性,因而被用作训练序列来估计每个用户的时间偏移.仿真结果表明,本方案在多径衰落信道下是有效的.

正交频分复用技术卫星应用研究

研究了用"均方误差(MSE)准则"将星载放大器的非线性和正交频分复用(OFDM)信号的高峰值平均功率比(峰均比,PAPR)结合在一起,代替仅以PAPR作为衡量准则的传统方法,仿真结果表明,"MSE准则"可以有效改善OFDM卫星通信系统性能,在信道条件差改善信号的非线性畸变度的同时,能够对抗多径衰落,MSE准则的选择性映射法比PAPR准则的选择性映射法性能改善2dB。信道条件好时,单载波频分多址接入(SC-FDMA)系统性能要比OFDM系统好约0.4dB。OFDM技术的卫星应用为星地融合通信提供了技术途径。

基于离散正弦变换的单载波频分多址系统及其性能分析

为分析离散傅里叶变换(DFT)与离散正弦变换(DST)对单载波频分多址(SC-FDMA)系统某些性能的影响,提出了一种基于离散正弦变换的单载波频分多址系统。给出了基于DST的SC-FD-MA系统的结构框图,接着重点推导和分析了DST IFDMA和DSTLFDMA信号的时域表达式,最后讨论了系统的峰值平均功率比(PAPR)和不同脉冲成形滤波器的冲激响应。仿真结果表明,基于DST的SC-FDMA系统比传统的基于DFT的SC-FDMA系统和正交频分多址接入(OFDMA)系统有更好的比特误码率。此外,DST SC-FDMA信号的PAPR性能接近于DFT SC-FDMA且优于OFDMA。

IRS-OFDMA系统中基于用户QoS的下行资源分配方案

针对智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)系统中最大化下行系统吞吐量问题,在保障用户服务质量(quality of service,QoS)的前提下,提出了一种有关子载波、功率和IRS反射相位的资源分配方案。在固定反射相位的情况下,基于用户优先级准则分配载波,载波分配后采用注水算法对用户载波间功率进行分配;在固定子载波和功率分配的情况下,通过连续凸逼近求出相位解;多次交替优化后在满足迭代次数及收敛精度要求时,得到子载波分配因子、功率分配系数和反射相位的近似解。仿真结果表明,方案相较于其他方案可以有效提高系统吞吐量且保障用户QoS速率。

基于OFDMA的多小区协作可见光通信系统二维功率分配算法

为了消除可见光通信系统中多小区和多用户信号干扰,提出一种基于正交频分多址(OFDMA)的多小区协作可见光通信系统二维功率分配算法。首先,根据信道情况,采用OFDMA多小区协作资源分配算法给信道情况差的用户分配更高的功率;然后,根据信道信息求解共照区域用户多个协作发光二极管(LED)的发送功率比,得到最优的目标叠加星座。仿真结果表明:与平均功率分配算法相比,一维功率分配算法误码率性能平均提升了16%;与一维功率分配算法相比,二维功率分配算法误码率性能平均提升了10%。