一种基于两级均衡的超Nyquist码元速率信号传输实现方案

传统理论认为,当信号以超Nyquist码元速率进行传输,必会引起码间串扰(ISI),误码性能大幅下降。然而1975年Mazo通过理论推导证明,信号在加性高斯白噪声信道下,以超过Nyquist码元速率25%以内的速率进行传输,误码性能可以不下降。本文针对上述理论运用线性最小均方误差均衡(MMSE)和加窗Chase均衡(WCE)两级均衡,在加性高斯白噪声信道下,提出了一种超Nyquist码元速率(FTN)信号的解调接收方案。仿真实验表明在加性高斯白噪声信道下,信号以超过Nyquist码元速率25%以内的速率进行传输,运用本方案进行解调接收误码性能不下降,从而验证了MAZO的理论。

水声迭代接收机中的超Nyquist技术和速率兼容编码技术

为良好水声信道条件设计的通信方案在恶劣信道条件下无法工作,而为恶劣水声信道条件设计的通信方案在良好信道条件下虽然可以有效工作,但是系统频谱利用率极低;为提高系统的频带利用率,通常的手段是提高调制星座的阶数,然而大量实践研究工作表明高阶的调制星座很难在水声信道有效工作。针对以上问题,本文提出一种联合超Nyquist信号发射技术和速率兼容打孔编码技术的自适应迭代接收技术;在低阶星座条件下通过超Nyquist信号发射技术可提高系统的频带利用率,采用速率兼容打孔卷积码编码技术可适应信道变化提高系统的稳健性。仿真研究表明本文提出的方案的频谱利用率在较高信噪比的加性高斯白噪声信道条件下可以超过QPSK调制的信道容量。湖上高速(最高6 kn)走航试验表明:在浅水时变的多途信道条件下,本文提出的超Nyquist发射方案可是实现无误码率数据传输,其频谱利用率为1.8 bit/(s·Hz)。

FTN(超奈奎斯特)

FTN（超奈奎斯特）：以超Nyquist码元速率传输时，会引起码间串扰（ISI），系统中的噪声是加性干扰，始终存在且不可消除，可通过提高信号功率，改善接收方式来降低噪声的影响，而ISI是乘性干扰，是影响数据可靠传输的关键，传统理论认为这必然导致通信系统性能下降。Nyquist准则认为，在带宽受限信道条件下，高速数据传输在不引起码间串扰的情况下所能达到的最大码元速率为信道带宽的两倍，若超过这个极限值，就会引起严重的码间串扰，造成系统误码性能的下降。

一种FTN系统下预测型判决反馈均衡器

超Nyquist码元速率(FTN)理论的出现为提高通信系统数据传输速率奠定了基础。但是,FTN是以引入码间串扰(ISI)为代价的。这给接收端信号检测工作增加了难度。目前已有学者提出了基于线性频域均衡器(FDE)的FTN接收方案。但是FDE在设计抽头系数时没有考虑接收滤波器对信道噪声的影响,而且FDE输出的结果仍然存在残余的ISI,因此性能略差。针对上述问题,将接收滤波器对信道噪声的影响考虑进均衡器设计中,并进一步提出了基于预测型判决反馈均衡器(NPDFE)的FTN接收方案,提高了接收性能。仿真结果表明:在BER=10-4条件下,当ρ=0.8时,NPDFE以提升一倍复杂度的代价使得所需的SNR比FDE减少约5 d B。

一种在FTN系统下的低复杂度判决反馈均衡器

超Nyquist码元速率(FTN)理论的出现为提高通信系统数据传输速率奠定了基础。但是,FTN是以引入码间串扰(ISI)增加通信设备特别是接收机复杂度为代价的。为了降低接收机复杂度,在意大利著名学者N.Benvenuto和S.Tomasin 2014年给出迭代分组判决反馈均衡器(IBDFE)方法的基础上,提出了一种低复杂度的频域迭代分组判决反馈均衡器(LC-IBDFE)。仿真结果表明,LC-IBDFE在性能上与IBDFE近似。但是在经过2次迭代后,LC-IBDFE复杂度降低约11.7%;经过3次迭代后,复杂度降低约27.6%。