基于滤波器组多载波交错梳状谱的雷达通信一体化信号技术

雷达通信一体化是在实现无线通信的同时实现目标探测,以减小电磁干扰,提高频谱利用率。信号设计是雷达通信一体化技术实现的关键。由于常见的基于正交频分复用(OFDM)的雷达通信一体化信号存在频偏敏感和带外辐射过高的问题,不适用于高动态应用场景。考虑到滤波器组多载波(FBMC)信号具有高多普勒容限和低带外泄露的优点,该文在FBMC框架下,通过优化雷达通信子载波时频位置,提出了一种FBMC梳状谱雷达通信一体化信号设计方法。由于FBMC信号载波间与符号间存在固有干扰,因此信道估计不准确且不适应快时变信道,因此该文设计了一种交错梳状辅助导频结构,消除固有干扰的同时实现信道跟踪。此外,一体化信号中雷达复信号会对通信信号引入实干扰,该文提出了一种基于干扰利用的实干扰补偿算法,将实干扰用于通信信号还原。仿真结果表明,在快时变信道下,该文所设计的雷达通信一体化信号在进行高数据率传输过程中具有较低的误码率,且具有较好的雷达探测性能。

基于FBMC的滤波器组设计

FBMC滤波器多载波中的码间和子载波间的干扰是由邻近的子载波引起的,在高速运动的情况下,存在着频率选择性衰减和时选择性衰减的问题。文章所使用的多载波滤波器组FBMC技术,其旁瓣小,频谱效率高,抗选择性衰落性能好。文章以FBMC为例,介绍了基于FBMC中的原型滤波器和FBMC的基础架构的设计方法,为了消除FBMC滤波器组的固有干扰,并对其进行了深入的分析。

滤波器组多载波系统的高精度符号定时估计

针对滤波器组多载波（FBMC）系统的传统定时同步算法精度较低的问题，研究了其发送信号统计特性，从理论上量化分析了受数据符号重叠影响部分和非重叠部分的同步训练数据的特性，在此基础上提出了一种适用的高精度符号定时估计算法。该算法通过传输一串长度大于滤波器重叠因子的连续相同的训练符号，使得时域合成信号具有多重延迟冗余特性。仿真结果表明，该算法定时精度优于传统方法。

滤波器组多载波系统的干扰分析和性能验证

分析了多普勒频偏以及多径时延对滤波器组多载波(FBMC)系统的影响,给出了多普勒频偏以及多径时延造成干扰的闭合定量分析式,该分析式对正交频分复用(OFDM)系统同样适用,并据此对无线多径衰落信道场景中的FBMC系统与传统OFDM系统性能进行了对比。研究结果表明,FBMC系统对多普勒频偏的抵抗性优于OFDM系统,但是系统性能会随信道多径时延的增大而降低。在多径时延相对较小的快衰落信道中,符号间干扰并非影响系统性能的主要因素,FBMC系统可以利用简单的频域均衡获得足够好的性能,仿真结果验证了这一点。

基于滤波器组的单载波频域均衡技术研究

研究了基于滤波器组的单载波频域均衡技术的基本原理和实现方法,通过系统对比基于滤波器组的方法与基于FFT方法的异同之处,从其产生的机理上阐明了基于滤波器组的单载波频域均衡技术能够克服FFT方式的主要缺点的原因。基于滤波器组的均衡技术既有效地抑制频率选择性衰落、避免循环前缀带来的信道开销,又具有良好的带外抑制能力和抗窄带干扰的性能,实现了信号的完全重构,仿真结果进一步验证了理论分析的正确性。

基于余弦调制滤波器组的多载波CDMA系统

通过分析M带滤波器组和M带复用转换器的完全重构条件,用最优等波纹法设计了一个旁瓣约为45 dB的M带余弦调制滤波器组.用改造的综合滤波器组进行调制、分析滤波器组进行解调.构建了基于余弦调制滤波器组的多载波CDMA系统.研究了基于余弦调制滤波器组的多载波调制的快速算法,分析了算法复杂度.仿真结果表明,CMFB-CDMA系统可以得到比传统的基于OFDM的多载波CDMA系统更好的性能.

降低滤波器组多载波信号峰均比的边信息嵌入选择性映射方法

针对现有选择性映射(SLM)方法抑制滤波器组多载波(FBMC)信号峰均比(PAPR)的性能不佳及边信息错误率(SIER)高的问题,提出了一种边信息(SI)嵌入的SLM方法来抑制PAPR。在发送端,设计了一组嵌入SI的相位旋转矢量,并将相位旋转矢量同发送数据块相乘产生备选数据块;利用备选数据块的实部和虚部分量的逆离散傅里叶变换(IDFT)输出,设计了基于循环时移的候选FBMC信号,并选择具有最小PAPR的候选信号进行发送。在接收端,利用SI子载波数据的旋转相位不同提出了与发送符号调制阶数无关的低复杂度SI检测器。仿真结果表明,所提方法在发送端能够有效降低FBMC信号的PAPR,在接收端具有良好的SI检测和误比特率(BER)性能。

基于星座符号序列局部相位旋转的低峰均功率比滤波器组多载波结构优化

针对基于离散傅里叶变换(DFT)扩频的低峰均功率比滤波器组多载波(LP-FBMC)结构需要额外传输边带信息(SI)等问题,该文提出一种基于星座符号序列局部相位旋转的无SI优化结构。考虑到SI是由LP-FBMC在发送端对4种信号传输形式进行选择而产生,结合这4种形式解调后的星座符号序列与原符号序列的关系,采用对星座符号序列进行局部相位旋转的方式避免边带信息的传输。局部旋转的方式减少了相位旋转角度的个数,降低了计算复杂度,并在接收端通过扩大相位判定范围的方式提升了相位估计的正确率。仿真结果表明,所提结构不但能保持与LP-FBMC结构相同的峰均功率比抑制性能和相近的误码率性能,而且计算复杂度相较于嵌入式SI结构降低了约20%。

基于无向干扰图的大规模多输入多输出滤波器组多载波系统下行链路用户聚类

提出了一种基于大规模多输入多输出滤波器组多载波(MIMO-FBMC)系统下行链路的用户聚类算法.在用户组数量和用户数量随机的环境下,该算法将用户和用户之间信道向量的相关系数自适应地表示为无向干扰图,边的权重表示为相邻用户之间信道向量干扰强度,然后根据每个图的权重值之和与阈值比较进行分簇,仿真结果表明,在基站(BS)天线数量不同的情况下,该算法性能优于传统的用户分组方法,并降低了算法复杂度,提高了系统总和速率.

用于SAR与通信一体化系统的滤波器组多载波波形

合成孔径雷达(SAR)与通信一体化可提升SAR的信息交互能力,实现探测数据实时传输,提升系统整体性能。一体化平台在工作过程中,将引入多普勒偏移和多径效应,这使得广泛研究的正交频分复用(OFDM)一体化波形的正交性无法保持,成像与通信性能受限。该文提出利用滤波器组多载波(FBMC)波形实现SAR与通信一体化,一方面,FBMC波形对子载波间的正交性要求低,可以对抗多普勒与多径效应,另一方面,FBMC波形不采用循环前缀(CP),因此可以避免出现虚假目标,提升了频谱利用率。该文分析了FBMC波形的一体化性能,针对一体化系统中的多径效应与多普勒偏移对FBMC波形的影响展开了研究,并针对大频偏的情况提出了适用于FBMC一体化波形的多普勒补偿算法。基于FBMC的SAR与通信一体化波形在宽测绘带SAR与通信一体化系统中有更好的性能,仿真试验验证了该结论。

滤波器组多载波技术仿真性能分析

基于滤波器组的多载波调制技术是第5代移动通信系统(5G)研究的关键技术之一。与传统的调制技术相比滤波器组多载波技术具有不需要插入循环前缀、较低旁瓣等优点,其技术发展尚处于探索阶段。使用滤波器组多载波技术调制方式实现信号调制主要有两种方式,其中之一的FBMC是在IFFT的基础上使用原型滤波器在帧结构水平上对信号进行滤波,因此重点是设计出滤波器组对帧信号的合理处理方式。

基于CD-net的相干光滤波器组多载波通信系统信道均衡方法

针对基于交错正交幅度调制的相干光滤波器组多载波(CO-FBMC-OQAM)通信系统的信道均衡问题,提出了一种基于人工神经网络(CD-net)的信道均衡方法。CD-net融合了卷积神经网络和深度神经网络的优点,能够完成CO-FBMC-OQAM通信系统的信道均衡任务。在CD-net中,卷积神经网络模块首先对接收端畸变信号进行特征提取,再由深度神经网络模块完成信号解调和信道均衡,并恢复出原始信息。数值仿真结果表明:与传统信道均衡方法相比,CD-net方法在误码率性能方面具有更大的优势,能够较好地解决CO-FBMC-OQAM系统的信道失真问题。

基于余弦调制滤波器组的多载波调制

首先介绍了 M带滤波器组的概念 ,然后给出基于此概念的 CMFB ( Cosine- Modulated FilterBanks)余弦调制滤波器组的设计及实现 ,并根据计算机仿真结果 ,与 DMT在性能和复杂度上作了比较。

采用反馈滤波器组的单载波迭代均衡接收机

针对宽带无线通信中信道的多径效应问题,提出了一种采用反馈滤波器组的单载波迭代均衡接收机。首先,利用多径时延带来的信号分集,设计接收机的反馈滤波器组和前馈滤波器,反馈滤波器组的主要作用是尽可能消除不同时延信号间的符号间干扰,前馈滤波器的主要作用是将经过干扰消除后的多路信号进行分集合并;然后,利用最小均方误差准则,联合优化滤波器系数,得到最优解,实现多径信号的最佳分离和分集合并效果;最后,估计滤波器系数中的相关系数,并对均衡信号循环前缀部分进行最大比合并,增大信号信噪比。仿真结果表明:与现有的单载波迭代均衡接收机相比,该接收机在信道长度不超过循环前缀长度的情况下,当误比特率为10-5时,第一次迭代后性能改善0.5 dB,且随着迭代次数的增加性能更快逼近匹配滤波界;在信道长度超过循环前缀长度的超大时延扩展的情况下,能有效消除误比特率及误帧率的平台效应,且当误比特率为10-5时,两次迭代后的性能改善为4 dB,逼近匹配滤波界。

广义多载波调制解调滤波器组干扰分析

在广义多载波系统下,该文研究了存在子载波间干扰和符号间干扰的接收信号,在时域上給出了闭合表达式。同时选择3种不同原型滤波器,对比分析了其时域结果。结果表明,在浮点运算下,随D逐步增加,Nyq2作为原型滤波器的滤波器组的性能最终会优于Remez和rcosine。

基于DFT滤波器组的多载波调制系统设计

采用DFT滤波器组来代替OFDM系统中的IDFT/DFT模块,形成基于滤波器组的收发器。设计适于多经衰落信道的DFT滤波器组收发器。其均衡与OFDM系统一样,是在接收端采用单抽头的均衡器。实验采用随机多径信道,仿真结果表明所提出的滤波器组收发器可以获得较好的频谱特性,以及较满意的SIR(信号与干扰比值)。

广义多载波调制解调滤波器组干扰频域分析

在广义多载波系统下,该文研究了存在子载波间干扰和符号间干扰的接收信号,在频域上給出了闭合表达式。同时选择3种不同原型滤波器,对比分析了其频域结果。结果表明,GMC调制解调滤波器组压制干扰的性能会受到滤波器延时和原型滤波器类型的限制。

基于半带滤波器组的多载波多速率数字分路技术研究

多载波多速率信号的数字化解调是星上处理的一项关键技术,而数字分路是实现成功解调的前提。首先,文中介绍了传统的多载波多速率数字分路结构和性能特点。然后,针对传统的数字分路未能获得充分的阻带衰减及电路规模过大问题,本文给出了一种基于半带滤波器组的多载波多速率(MCMRM)解决方法,并阐述了基本原理。最后,利用所提方法对多路信号进行了数字分路仿真。仿真结果表明:新的方法可以实现数字分路,并获得充分的阻带衰减和较小的电路规模。

基于信干噪比的多输入多输出滤波器组多载波系统信道均衡算法

交错正交幅度调制的滤波器组多载波技术(filter banks multicarrier/offset quadrature amplitude modulation,FBMC/OQAM)与多输入多输出技术(multiple input multiple output,MIMO)相结合的MIMO-FBMC系统,虽然可提升整个通信系统的频谱效率,但因载波间的非严格正交,内部的载波间干扰和码间干扰影响着系统性能。针对上述问题,建立了MIMO-FBMC系统数学模型,将信号与干扰噪声比(signal to interference plus noise ratio,SINR)作为目标函数并对其做最大化处理来进行MIMO-FBMC系统信道均衡算法研究。仿真结果表明,在不同的信道模型下,该算法相比于传统的ZF和MMSE均衡算法能更好地应对频率选择性衰落,具有更强的误码率性能和更强的鲁棒性,能达到更好的均衡效果。

数字滤波器组在多载波调制中的应用

介绍了用数字滤波器组实现多载波调制的原理、性能以及可能的研究方向,重点比较了用数字滤波器组实现多载波调制与用DFT实现多载波调制的性能,并给出了仿真结果。