基于广义Gabor变换的最优LOFDM系统的脉冲成形

LOFDM(LatticeOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)是时频弥散信道上的一种高速数据传输技术。但当LOFDM系统的脉冲成形滤波器不具有最优的时频局域化特性时,必将引入严重的ISI和/或ICI。因此脉冲成形滤波器的设计是最优LOFDM系统设计的重要组成部分。Strohmer和Beav(2001,2003)给出了一种LOFDM脉冲成形滤波器的设计方法,但是计算量较大。为此,该文提出了一种广义Gabor变换,通过构造广义紧致Gabor原子来完成最佳LOFDM脉冲成形滤波器的设计的数值实现。理论分析和仿真试验都证明该方法比Strohmer和Beaver给出的方法更简单有效。

基于时频子空间投影的LOFDM系统时域相关信道估计算法

StrohmerT与Beaver S于2003年提出了适用于时频散射信道的网格正交频分复用(LOFDM,Lattice OrthogonalFrequency Division Multiplexing)系统,与传统OFDM系统相比该系统具有更高的频带利用率和更好的误码性能。LOFDM系统发送端需要自适应地调整信号的原形脉冲和其时频分布的参数,使之与信道保持匹配;而接收端则需要准确的信道估计以实现相干解调。本文针对LOFDM系统由于其信号的时频交错特性接收端无法直接利用接收信号进行时域信道估计的问题,采用一种低复杂度的等效时频子空间投影方法有效分离奇偶子载波,并在此基础上提出了一种LOFDM系统频率选择性块衰落信道条件下的时域信道估计算法。同时还对系统存在的干扰进行了分析,推导得到LOFDM系统时域信道估计算法的Cramer-Rao理论下界。仿真表明:提出的LOFDM信道估计算法不仅具有较好的均方误差性能,而且近似达到理想信道估计的误符号率性能。

一种LOFDM系统定时和频偏的盲估计算法

基于网格正交频分复用(LOFDM)信号的周期平稳性,该文提出一种LOFDM系统定时和载波频率偏差的盲估计算法。理论分析和仿真实验证实由该算法构造的估计器能够有效地对抗频率选择性慢时变信道引起的衰落;在信道噪声广义平稳的情况下,估计器性能与信噪比无关,于是估计器在低信噪比条件下也能很好地工作;另外,符号定时和频率偏差估计器的性能互不影响。

LOFDM系统大载波频偏的盲估计算法

该文研究了网格正交频分复用(LOFDM)系统中大载波频偏的盲估计。在低信噪比及虚子载波存在的假设下,基于最大似然准则(ML)推导出LOFDM系统大载波频偏盲估计算法。该算法利用了信号的时变自相关函数特性,频偏估计的范围为所有子载波宽度。计算机仿真表明,该算法也适用于高信噪比条件下的载波频偏估计。与基于信号二阶循环平稳特性(CS)的盲载波频偏估计算法相比,提出算法的均方根误差(RMSE)性能在加性高斯白噪声(AWGN)信道和广义平稳非相干散射信道(WSSUS)条件下均有很大程度的改善。

改进的LOFDM系统实现方法

利用网格正交频分复用(LOFDM:Lattice O rthogonal Frequency D ivision Mu ltip lexing)可使系统的频谱利用率比采用脉冲成形OFDM(O rthogonal Frequency D ivision Mu ltip lexing)技术时更高,但带来实现上的复杂化。为此,在对LOFDM信号结构进行分析的基础上,给出了LOFDM系统调制解调器的有效实现。该方法先利用信号的反傅立叶变换(IFFT:Inverse Fast FourierTransform),可方便地分解出奇偶下标信号的反傅立叶变换的特点,把LOFDM系统的实现简化为一个脉冲成形OFDM系统的实现,再参考脉冲成形OFDM系统的有效实现方法,从而简化了系统结构。与已有方法相比,在成形脉冲是实序列时,计算量上,每个LOFDM符号周期减少4(Lg-N)次实乘和4Lg-6N实加;存储量上,发送端和接收端从分别存储两个长Lg的成形脉冲减少为发送端存储一个长Lg的成形脉冲,接收端存储一个长Lg的成形脉冲和一个长N/2的序列e-j2πn/N。

基于循环平稳的LOFDM系统双散射信道最大多普勒扩展盲估计

Strohmer T与Beaver S于2003年提出了适用于时频散射信道的网格正交频分复用(LOFDM,Lattice OrthogonalFrequency Division Multiplexing)系统,与传统OFDM系统相比该系统具有更高的频带种用率和更好的误码性能。LOFDM系统发送端需要自适应地调整信号的原形脉冲和其时频分布的参数与信道保持匹配,以尽可能地降低符号间干扰和载波间干扰的影响。最大多普勒扩展作为信道时变性的直接反映,是LOFDM系统自适应策略的重要参数之一。本文针对LOFDM系统的信号特性,提出了一种双散射信道条件下基于循环平稳的LOFDM系统最大多普勒扩展盲估计算法,克服了现有估计算法存在频谱效率浪费的不足。理论分析与计算机仿真表明:算法可在信道多径信息未知的情况下实现较大取值范围的多普勒扩展的有效估计,具有良好的归一化均方误差性能,且抗噪声能力较强、收敛速度较快。

LOFDM系统信道响应和时延扩展联合估计

基于Parseval定理和基扩展(BEM)信道模型,可实现栅格正交频分复用(L OFDM)系统双散射信道下时延扩展的有效估计。同时利用时延扩展参数的估计值近似信道功率时延剖面(P DP),提出了双散射信道下基于近似PDP的线性最小均方误差(LMMSE)信道估计算法,实现了LOFDM系统信道响应和时延扩展的联合估计。理论与仿真分析表明,该算法具有较好的归一化均方误差性能,且系统基于该算法估计的信道响应进行解调时具有良好的误符号率(SER)性能。

基于RTA的LOFDM系统最大多普勒扩展估计

提出了一种网格正交频分复用(LOFDM)系统双散射信道下基于时间缩减平均(RTA)的最大多普勒扩展估计算法。该算法利用基扩展模型实现了双散射信道下LOFDM系统块传输接收,采用梳状导频辅助实现平均信道响应自相关函数估计,进行LOFDM信号相邻导频载波间的频率相关性导频分组,并通过叠加平均处理降低信道自相关矩阵的维数,从而减少准确估计所需样本数量。仿真表明,该算法在较少估计样本的条件下可实现最大多普勒扩展的准确估计,在相同样本数的条件下估计精度更优。

一种改进的LOFDM系统PAPR压扩变换算法

针对传统压扩变换方法存在计算复杂度较高或设计灵活性不够的问题,推导并提出了一种新的、更为高效的非线性压扩变换改进算法。通过引入适当的参数,简化了压扩变换中功率守恒时的参数计算问题,所提出的方法不仅可以降低计算复杂度,而且系统灵活性也得到进一步的改善。仿真实验表明该算法可在抑制PAPR和保证误码性能之间取得更好的折中。