MIMO雷达正交频分非线性调频波形设计

正交波形是多输入多输出雷达应用最广泛的波形,评价波形正交性好坏的重要指标是波形的自相关和互相关性能.针对正交频分线性调频信号的自相关存在主副比低且加窗抑制旁瓣会带来主瓣展宽和失配损失的问题,本文提出了正交频分非线性调频信号的模型和设计方法.仿真分析证明了该种波形比正交线性调频信号具有更好的相关性能.

正交频分复用系统中抗线性调频干扰算法研究

针对基于离散傅立叶变换的正交频分复用系统(OFDM),提出了一种新的线性调频(LFM)干扰抑制算法。该算法分为两部分:干扰估计和干扰重构抑制。干扰估计时,首先采用离散傅立叶变换进行粗略估计,然后采用离散匹配傅立叶变换进行精确估计,整个过程均可共用傅立叶变换单元,有效地节省了系统资源。实验结果表明:该算法的干扰抑制性能良好;与现有的抗线性调频干扰算法相比,其运算复杂度大为降低,具有很好的工程实用性。

使用非线性变换降低正交频分复用的峰均比

针对正交频分复用(OFDM)所具有的高峰均比问题,提出了一种简单有效的降低峰均比的非线性变换方法。通过把OFDM信号看作随机变量,从概率统计的角度出发提出了一种新的非线性变换。经过非线性变换,将OFDM信号幅度的概率分布改变为近似的均匀分布,从而压缩了信号的动态范围,有效地降低了峰均比;在加性高斯信道下,获得了较好的误码率性能。数据仿真验证了所提出方法的有效性。

基于字典设计的正交线性调频信号复用水声通信系统

基于离散菲涅耳变换的正交线性调频信号复用技术(OCDM)具有一定的抗多径能力,近年来成为极具潜力的水声多载波通信方法.然而,由于水声信道严重的多径扩展和多普勒扩展,降低了OCDM水声通信系统可靠性,限制了OCDM应用于水声通信系统的可行性.为了增强OCDM水声通信系统的抗多径和抗多普勒能力,可以通过改变载波的时频特性以提高OCDM适应信道环境能力,而改变载波的时频特性可以通过信号分析领域的字典设计来实现.通过把OCDM系统中的菲涅耳变换矩阵等效为信号分析领域中的字典矩阵,将字典设计引入到多载波调制矩阵设计,以改变载波的时频特性,提出了基于字典设计的正交线性调频信号复用(Dic-OCDM)水声通信系统.利用字典设计中的线性变换方法,通过合理设计字典原子,对间隔更大的线性调频原子重新排列,并保持矩阵维度不变,既能保留OCDM系统中线性调频信号抗多径能力,又能在增大Dic-OCDM系统子载波间隔的同时保证调制符号长度不变,进而能够有效抵抗水声信道多径扩展和多普勒扩展.仿真实验验证了Dic-OCDM系统抗多径扩展和多普勒扩展能力,尤其在循环前缀不足和多普勒扩展严重情况下,Dic-OCDM系统误码率性能均优于正交频分复用(OFDM)系统和OCDM系统,同时在欠载条件下,Dic-OCDM性能进一步提高.湖试实验测试了3个系统的误码率性能,进一步验证了Dic-OCDM系统的有效性.

正交频分复用码分多址信号峰均功率比特性的研究

针对正交频分复用码分多址(OFDM CDMA)信号的峰均功率比值(PAPR)较大的问题,从分析OFDM CDMA信号模型入手,提出了在理想情况下信号PAPR的累积分布概率表达式,指出了信号PAPR的累积分布概率与PAPR门限值之间存在负指数关系,为深入分析影响PAPR特性的因素提供了参考标准.采用信号包络分析法,发现了信号功率表达式中存在时频变换关系.研究发现:采用相关特性较好的伪随机扩频序列能够改善信号的PAPR特性;不同的数字调制方式对信号的PAPR特性没有影响;用户数量较多的系统的PAPR值较小.仿真结果表明,在系统参数相同的条件下使用正交平衡Gold码比使用Walsh码得到的PAPR值至少减小2～3dB,同时增加系统中的用户数量也能够明显改善信号的PAPR特性.

正交频分复用复基带信号构造方法

基于频域的正交频分复用复基带信号的构造方法,以LTE(long term evolution)系统技术规范为基础,分析给出LTE系统正交频分复用复基带信号的构造方法,并给出低复杂度正交频分复用复基带信号的工程生成方法,验证基于频域的正交频分复用复基带信号构造方法的正确性,最后基于Matlab、WinIQSim、射频信号源及频谱分析仪组成的实验环境证明所阐述构造方法的正确性。

基于深度神经网络的正交频分复用波形外辐射源雷达参考信号重构

针对正交频分复用(OFDM)波形外辐射源雷达的参考信号获取问题,基于"解调-再调制"的重构方法结合了波形优势,能获得更为纯净的参考信号。该文在此基础上提出一种联合OFDM解调、信道估计、信道均衡和星座点逆映射的深度神经网络(DNN)重构方法,建立了基于DNN的参考信号重构方案,通过网络学习自适应深度挖掘从时域接收符号到传输码元之间的映射关系、隐式地估计信道响应,从而提高解调精度和重构性能。该文首先研究了仿真数据集的获取问题、DNN的搭建和训练问题,接着对基于DNN方法在导频数目减少、循环前缀的移除、存在符号定时偏差、存在载波频偏、对高峰值平均功率比信号进行时域加窗滤波等情况下的参考信号重构性能进行了仿真分析,仿真结果表明该方法对参考信号重构的有效性。

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。

正交频分复用和调频复合探测体制研究

针对正交频分复用探测体制存在的问题,提出一种新的正交频分复用和调频复合无线电引信探测体制与测距信号处理方案。新复合探测体制利用调频引信的特点抑制本地发射天线向接收天线的泄漏,利用OFDM信号的时频特性,在时域和频域分别通过相关检测进行距离粗估计和频域比相检测进行距离精估计。仿真结果表明,文中的测距方案能够克服多频比相法模糊距离和测距精度的矛盾,获得较高的测距精度。

多频带-正交频分复用-超宽带无线通信系统及其信号仿真分析

超宽带(UWB)技术是短距离无线通信领域中具有革命性意义的新兴技术。结合目前应用较为广泛的多频带OFDM(orthogonal frequency-division multiplexing)技术,对基于OFDM的超宽带无线通信系统的设计原理和系统结构进行了分析,对多频带OFDM-UWB信号的产生方法系统地进行了阐述,并给出了信号的仿真结果。本文的分析可为OFDM-UWB信号在实际通信系统中的应用奠定基础。

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。

正交频分复用无源时间反转信道均衡方法研究

针对水声信道多途信号引起的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信系统符号间干扰的问题,提出了无源时间反转均衡的方法,将发送的探测信号时间反转与OFDM信号做卷积,利用无源时间反转镜的时间聚焦原理减小信道多途带来的符号间干扰,在OFDM符号中不使用导频的情况下实现信道均衡,简化了均衡步骤并提高了OFDM符号频带利用率。分析比较了无源时反均衡方法与最小平方信道均衡在水声多途信道下的误码性能。仿真研究和湖上实验表明,无源时反信道均衡算法可以有效的减小多途信道对OFDM水声通信系统带来的影响。

宽带正交频分复用系统的记忆型预失真器

提出了一种自适应预失真器及其迭代算法,可同时解决宽带OFDM发射机中功率放大器的非线性和记忆效应问题。该预失真器由均衡器和基于查询表(LUT)的无记忆预失真器串联组成,首先通过窄带训练序列,获得无记忆预失真器的参数,抵消功率放大器的非线性,然后通过迭代算法修改均衡器的参数,补偿功率放大器的记忆效应。与以往解决OFDM功率放大器记忆效应的预失真器相比,迭代算法简单,便于实现。仿真结果表明该预失真器可有效校正和抵消宽带OFDM系统中功率放大器的非线性和记忆效应。

编队卫星雷达正交码分LFM信号设计及性能分析

结合LFM信号和CDMA技术,提出了一种正交码分线性调频(OCD-LFM)信号,研究了该信号的模糊函数、正交性以及距离分辨等方面的性能;讨论了降低互相关峰值和减小多普勒失配的信号参数设计要求。计算机仿真和理论分析表明OCD-LFM信号随着码元数N的增加,正交性能逐步增强。与传统LFM+二相编码信号相比,该信号在距离分辨和多普勒容限等方面均表现出较好的性能。

正交频分多路(OFDM)的实现方式及性能分析

本文简述了ＯＦＤＭ的两种实现方式，比较了各自的优缺点，并对其中一种方式做了改进，指出了改进后的ＯＦＤＭ能更好的克服多径干扰的原因，最后对ＯＦＤＭ可以应用的领域进行了介绍。

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。

正交频分复用通信系统中的快变信道估计

信道的快速变化导致正交频分复用通信系统(OFDM)载波间的正交性遭到破坏,从而产生载波间的相互干扰(ICI),传统的信道估计方法(不可虑ICI影响)不再适用。为此,Choi等人提出了相应的快变信道估计方法,但该方法计算量较大,且需要信道的统计特性知识,而实际信道的统计特性往往无法精确得到。Linartz等人证明:在大多数应用条件下,信道在一个OFDM帧周期内的变化近似满足线性特性。对OFDM系统的ICI特性进行了时域和频域两方面分析,并利用信道变化的线性特性,提出了一种新的快变信道估计方法,该方法具有计算量小、且不需要信道的统计特性信息的优点。文章还得到如下结论:与慢变信道情形不同,在信道快速变化条件下,当OFDM系统中的训练序列应分成许多长度相同的组,且这些组在OFDM帧中等间隔分布时,信道估计误差最小。

单矢量差分幅度相移键控正交频分复用水声通信研究

为了在不牺牲通信带宽利用率的前提下,进一步提高水声通信质量,在描述高阶差分幅度相移键控调制技术和单矢量信号处理技术的基础上,基于矢量水听器和高阶差分调制技术,提出一种应用于正交频分复用(OFDM)通信体制中的高速水声通信系统。根据实际水域声速梯度真值,利用信道仿真软件建模实际水声信道,仿真研究通信系统在此信道下的通信性能。研究结果表明:对矢量水听器采集的声压和振速通道信号进行p+3vc线性联合处理可获得增益,单矢量差分幅度相移键控OFDM通信系统比标量差分幅度相移键控OFDM系统的通信效果有明显改善,验证了该系统的可行性和优越性。

一种快变信道中的正交频分复用系统均衡算法

当信道参数随时间的快速变化时,正交频分复用通信系统(OFDM)子载波间的正交性遭到破坏,出现了载波间的相互干扰(ICI),传统的单抽头频域均衡不再适用。虽然可采用最小均方误差(MMSE)均衡来补偿信道失真,但其计算量太大。为此,常用的方法是:先对接收信号进行ICI消除,恢复载波间的正交性,然后再进行单抽头频域或均衡。现有文献对ICI的分析均在频域进行,在此基础上提出的ICI消除与均衡算法存在计算量大或频谱利用率低的缺点。本文对ICI的产生机理和性质进行了时域和频域两方面的分析,利用现有OFDM标准中的空闲子载波信息,提出了一种ICI消除与均衡算法。理论分析和计算机仿真结果表明:该算法具有ICI消除效果好、计算量小和频谱利用率高等优点。