基于非均匀快速傅里叶变换的正交频分复用水声通信多普勒估计与补偿方法

针对正交频分复用水声通信对多普勒频移敏感的问题,提出了一种基于非均匀快速傅里叶变换的正交频分复用水声通信多普勒估计与补偿算法。将第2类非均匀快速傅里叶变换引入正交频分复用水声通信中,利用非均匀快速傅里叶变换对接收信号进行多普勒因子网格补偿,通过稀疏贝叶斯学习获得水声信道估计,以水声信道的稀疏能量最小作为多普勒因子判断准则,从而获得高精度多普勒估计。仿真结果显示,所提出的方法在信噪比大于5 dB时,多普勒估计均方根误差优于1×10^(-5),同时系统误码率随着多普勒估计均方根误差减小而降低。海上试验结果显示,利用本文所给多普勒估计方法获得的两船相对径向速度与实际情况相吻合,系统解码后的平均误码率优于8.33×10^(-4)。仿真和海上试验结果表明,所提出的算法能够对多普勒因子进行有效估计,并且降低系统误码率。

基于概率整形的离散傅里叶变换扩展的300 GHz OFDM太赫兹无线传输系统

为了适应高速大容量的通信需求,提出了采用基于概率整形(PS,Probabilistic Shaping),离散多音调制(DMT,Discrete Multi-tone Modulation)和离散傅里叶变换扩展技术(DFT,Discrete Fourier Transform)实现300GHz太赫兹信号无线传输。概率整形通过增加星座点距离提升信号接收机灵敏度,可最多降低55%的误码率,可延长传输距离。离散傅里叶变换扩展技术在系统中降低1.68 dB正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号的峰均比,提升抗非线性效应能力。通过结合这些先进的数字信号处理技术,分别实现了12GBaud PS-16QAM的OFDM-DMT信号及10GBaud PS-64QAM的DFT-S-OFDM-DMT信号1 m无线传输。基于300GHz的太赫兹无线传输系统,比较了采用这些数字信号处理技术的性能优势。

非正交频分复用系统的无干扰分离算法

针对现有的非正交频分复用信号分离算法复杂度高这一问题,提出了对多路非正交频分复用信号可以实现无干扰分离的简化算法,通过建立系统模型和理论推导,使用傅里叶变换降低了非正交频分复用信号接收机的复杂度。系统仿真结果表明,使用非正交频分复用技术可以在更小的带宽内传输与OFDM相同速率的信号;在传输速率相同的情况下,由于传输带宽的减小,引入传输系统的噪声功率得到了降低,最终使得接收机处的误码率变小。

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。

基于光移相器的全光正交频分复用技术研究

为了克服光正交频分复用系统中傅里叶变换和数模转换实现的"电子瓶颈",达到提高系统传输速率的目的,采用光延迟器和光移相器构建全光离散傅里叶逆变换(IDFT)和离散傅里叶变换(DFT)的方法,设计一个3路全光IDFT/DFT模块,利用Optisystem软件平台仿真实现一个3×40Gb/s的全光正交频分复用实验系统,并分析系统性能,获得发射光脉冲宽度与系统传输误码率的关系,得到了光脉宽越大误码率越大的结论。

基于改进离散傅里叶变换调制滤波器组的多载频系统设计

为改善传统正交频分复用(OFDM)多载频系统频率选择性差和频谱泄露等缺陷,研究了基于改进离散傅里叶变换(DFT)调制滤波器组的多载频调制系统设计。将其设计问题归结为一个无约束的最小化调制滤波器组完全重建误差的目标函数优化问题,采用一种改进的窗函数法设计调制滤波器组的原型滤波器和线性优化方法优化目标函数。与传统的窗函数法相比,该改进窗函数法在理想滤波器的过渡带内插了一种样条函数以消除吉布斯效应。仿真结果表明,该方法设计的原型滤波器与传统的平方根升余弦方法设计的原型滤波器和一般矩形窗原型滤波器相比有更高的阻带衰减,对应的改进DFT滤波器组有更小的重建误差。基于该方法设计的改进DFT滤波器组多载频系统在正交相移键控(QPSK)调制和3GPP TS 25.104车载多径信道以及单抽头频域均衡下有更好的误符号率(SER)性能。

基于时域改进离散傅里叶变换调制滤波器组的多载频调制系统设计

针对传统离散傅里叶变换(DFT)调制滤波器组设计时因原型滤波器时域反转条件带来的功率互补限制问题,从滤波器组时域完全重建条件角度提出一种时域改进方法设计DFT调制滤波器组,并将其应用于滤波器组多载频调制系统中。该时域改进设计方法放弃传统设计方法中原型滤波器的时域反转约束条件,即接收端滤波器组为发送端滤波器组的共轭转置形式,采用滤波器组时域完全重建条件矩阵方程设计接收端滤波器组,从而避免了对原型滤波器设计的功率互补条件限制,同时保证了滤波器组的完全重建特性。相比传统设计方法,该改进方法提高了滤波器组中原型滤波器的设计自由度,可以根据不同的应用场景选择适合的原型滤波器而无需考虑功率互补限制。基于该方法设计的多载频调制系统在正交相移键控(QPSK)调制、理想信道和3GPP TS 25.104人行多径信道以及单抽头频域均衡下有更好的误符号率(SER)性能。

正交频分复用技术原理分析

通过建立连续时间模型和离散时间模型,对OFDM的原理进行了详细推导与分析,并得出结论:当循环前缀的长度大于信道频率响应的时间宽度,以及在OFDM符号持续时间内信道衰落近似为常数时,OFDM系统可以看作是一组并行高斯信道。这样就大大简化了接收机均衡器的设计。文章还从时间-频率的角度对OFDM做出了解释,并对OFDM信号的产生方法进行了归纳总结。

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.

浅解OFDM(正交频分复用)通信技术

OFDM的全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,意为正交频分复用。OFDM通信技术是多载波传输技术的典型代表。OFDM是多载波传输方案的实现方式之一,利用快速傅里叶逆变换(IFFT,Inverse Fast Fourier Transform)和快速傅里叶变换(FFT,FastFourier Transform)来分别实现调制和解调,是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。本文介绍了OFDM通信技术基本原理和实现,分析了其优缺点,并对关键技术进行了分析。

快速离散傅里叶变换算法研究与FPGA实现

提出了适合于OFDM的离散傅里叶变换的快速硬件实现算法,并对算法进行了FPGA实现。采用并行处理结构,有效的提高了计算速度,整个系统处理时间达到2.6μs。为了减少乘法器资源,进行了简化运算,对于每一点输入数据,由4N次乘法运算减少到N/2次乘法运算。因此,此算法实现时间很短,没有延时,降低了资源消耗,硬件实现简单。

改进离散傅里叶变换的协作通信系统信道估计

针对传统协作通信系统信息估计算法存在的不足,利用最小二乘算法和离散傅里叶变换算法的优点,提出一种改进离散傅里叶变换的信道估计算法。首先利用最小二乘算法估计出整体信道频域响应,然后利用离散傅里叶变换算法消除循环前缀长度外的噪声,并根据噪声方差设置一个阈值门限进一步消除循环前缀长度内的噪声,仿真结果表明,改进离散傅里叶变换算法的估计性能比传统离散傅里叶变换信道估计算法更优,具有很好的实用价值。

浅解OFDM(正交频分复用)通信技术

OFDM的全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,意为正交频分复用。OFDM通信技术是多载波传输技术的典型代表。OFDM是多载波传输方案的实现方式之一,利用快速傅里叶逆变换(IFFT,Inverse Fast Fourier Transform)和快速傅里叶变换(FFT,Fast Fourier Transform)来分别实现调制和解调,是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。本文介绍了OFDM通信技术基本原理和实现,分析了其优缺点,并对关键技术进行了分析。

分数阶傅里叶变换对OFDM系统峰均比的影响

分析并讨论了分数阶傅里叶变换对OFDM系统峰均功率比性能的影响,并与传统的采用离散傅里叶变换的OFDM系统的峰均功率比性能进行了比较。结果表明在子载波数较少的情况下,采用分数阶傅里叶变换的OFDM系统的峰均功率比性能要优于采用离散傅里叶变换的OFDM系统的峰均功率比性能,而随着系统子载波数量的逐渐增加,二者性能趋向一致。

基于统计分析的64点快速傅里叶变换中间级字长优化

快速傅里叶变换（FFT）是光正交频分复用（OFDM）收发机中的核心算法。为了降低光OFDM收发机中的FFT算法的复杂度,提出了一种基于统计分析和接收信号的逆误差向量幅度（IEVM）的64点FFT中间级字长优化方案,该方案大大降低了得到中间级字长的复杂度,并在基于现场可编程门阵列（FPGA）的强度调制直接检测（IMDD）的光OFDM收发机中对该方案的准确性和有效性进行了验证。实验结果表明,对比于先前的FFT优化方法,采用该方案后最高能降低3 bits的输出字长。同时,对比于Spiral FPGA设计的FFT结构,最高能节省35%的FPGA逻辑资源使用。

基于短时傅里叶变换的水声通信自适应OFDM均衡

由于水声环境时变特性,在水声信道中进行正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号传输,子载波间的正交性易受到破坏,从而产生载波间干扰,使得水声通信的误码率性能变差。针对这个问题,提出一种适用于水下时变信道的自适应OFDM均衡算法,该算法采用滑动窗口进行子块短时傅里叶变换获得接收信号的二维时频谱,进而对该二维时频谱进行自适应时-频域联合合并均衡。该自适应均衡算法中采用最小均方误差算法跟踪信道时变特性,并通过自适应判决反馈均衡更新二维时频谱的加权合并系数,提高了OFDM系统抗载波间干扰的性能。仿真分析表明,所提出的OFDM均衡算法可在时变信道下,有效降低水声通信的误码率。

重叠频分复用系统循环前缀的设计和分析

研究了在时变多径频率选择性衰落信道条件下,重叠频分复用/非正交频分复用系统的离散傅里叶变换实现,并对OvFDM-DFT系统的循环前缀进行了分析和设计,讨论了两种不同的循环前缀设计方法,即普通循环前缀和补零方式循环前缀对系统性能的影响。分析和仿真结果表明,在时变多径频率选择性衰落信道条件下补零方式的循环前缀远好于普通方式的循环前缀,仿真结果也验证了OvFDM符号具有明显的抗衰落性能。

一种基于短时傅里叶变换的OFDM时间同步方法

该文提出了一种基于短时傅里叶变换的OFDM符号同步方法。该方法通过短时傅里叶变换得到OFDM信号的二维幅度谱,并提取其中的周期平稳时频结构信息,估计出OFDM符号的无ISI时间区间,并选取该区间的最佳位置作为OFDM符号起始位置估计。仿真结果表明:该方法相对于常规的时间相关算法能有效地对抗低信噪比环境。

超宽带水声信道中基于不等间隔傅里叶变换的OFDM多普勒系数估计

由于水声信道的超宽带特性,水声OFDM通信中不同子载波的多普勒频偏具有非一致性,影响多普勒系数估计的精度.提出按假设的多普勒系数确定空子载波频率,利用不等间距傅里叶变换计算空子载波的能量和为代价函数,利用最速下降法搜索代价函数最小值估计多普勒系数.该方法可避免通过估计各子载波非一致的CFO来估计多普勒系数而引起的误差,提高多普勒系数估计精度,同时利用NUFFT计算空子载波的能量和,可有效降低算法计算量.通过湖试实验数据验证本文方法,实验中相对移动速度达5kn,信号相对带宽达67%,利用该方法估计的多普勒系数对数据进行多普勒补偿,获得了优良的通信效果,显示了该方法的有效性.

一种基于傅里叶变换和信道估计的脉冲噪声消除方法

对受到脉冲噪声干扰和未受到脉冲噪声干扰的DVB-T信号分布进行了统计、分析和比较,在此基础上结合正交频分复用符号的快速傅里叶变换和信道估计,提出了一种脉冲噪声频域消除的实现机制,最后对这种实现机制进行了仿真测试,证明了其有效性。