矿井巷道MB-OFDM超宽带无线信道建模及仿真

针对超宽带无线系统(UWB系统)在矿井巷道中的多径传播所造成的频率选择性衰落,提出将多频带正交频分复用(MB-OFDM)技术应用到井下UWB系统中,对矿用环境下MB-OFDM超宽带无线信道进行建模并分析。在IEEE802.15.3a标准信道模型的基础上,根据矿井巷道的实际环境,确定了井下MB-OFDM超宽带无线通信系统的信道参数。给出此信道模型的冲击响应仿真图,结果显示,冲击响应明显多径成簇,这与实际测量中UWB系统多径成簇现象相验证。并通过仿真给出其信道的平均附加时延、均方根时延和多径数目3个主要特征数据。

MB-OFDM超宽带技术的抗干扰性能研究

首先建立MB-OFDM信号系统仿真模型,将信号分为3个子带,采用卷积编码与未加编码交织时,在标准的IEEE802.15UWB信道模型下,通过仿真获得误比特率性能,结果验证了系统模型的正确性;然后对MB-OFDM信号在单音干扰、多音干扰和部分频带干扰条件下进行了性能仿真。仿真结果表明:卷积编码交织后的系统性能在多数情况下较未编码交织时的性能要好;编码码率越低,MB-OFDM信号的误比特率性能就越强;并且MB-OFDM信号抗单音干扰的能力最强。

MB-OFDM UWB接收机IQ不平衡和载波频偏的联合估计与补偿

研究多频带正交频分复用超宽带(MB-OFDM UWB)接收机的IQ不平衡和载波频偏对系统性能的影响,提出一种时频域结合的IQ不平衡和载波频偏参数估计和补偿方法.接收机利用同一频带上的3个重复前导符号在时域作载波频偏估计和IQ不平衡估计,对数据单元预补偿;接收机利用数据单元的导频在频域进行残余IQ不平衡的逐段估计和补偿.仿真结果表明,这种时频域结合的参数估计和补偿方法能够克服IQ不平衡和载波频偏所带来的影响,当归一化CFO设定为40PPM时,可以实现幅度不平衡因子g=1.1和相位不平衡因子θ=10°以内的有效补偿.所设计方法具有较高的精度,并且适用于长符号MB-OFDM UWB系统.

降低MB-OFDM认知无线电带外干扰的编码调制方法及其性能分析

该文针对降低多频带正交频分复用(MB-OFDM)认知无线电系统带外干扰的要求,利用数学推导的方法,得出带外干扰的表达式,提出了一种以两个、四个或多个子载波分组的编码调制方法。该方法增大了带外信号衰减速度,从而产生满足要求的频谱凹槽深度,有效地降低对周围无线业务的干扰,最终达到认知系统和其它窄带系统的共存。另外,理论分析和仿真结果表明该编码调制具有另一个优点:Rayleigh信道中,一定的信噪比下可以获得更好的误码率性能。

MB-OFDM UWB系统中高吞吐率Viterbi译码器的实现

提出了一种用于MB-OFDM UWB系统的高吞吐率低功耗Viterbi译码器结构.该结构利用基4蝶形单元的对称性,降低了Viterbi译码器的实现复杂度.采用SMIC0.13μm CMOS工艺设计并实现了该译码器,在时钟频率为240MHz时,它的最大数据吞吐率为480Mb/s,功耗为135mW.在加性高斯白噪声信道下,它的误码率十分接近理论仿真值.该译码器可用于MB-OFDM UWB系统以及其他高吞吐率低功耗的通信系统中.

基于最大自相关及最小能量比的MB-OFDM-UWB系统定时算法

该文针对IEEE 802.15.3a提案及ECMA-368标准采用的多频带OFDM超宽带系统,通过算法改进和仿真给出了适用于该系统的定时同步的完整方案。用基于前导序列第1频带信息的最大自相关法进行帧检测及粗定时,用基于全部3个频带信息的最小能量比值法进行细定时。对定时位置两次进行修正,保证了算法的性能。仿真表明该定时同步方案可以把残余定时偏差控制在较小的范围内,从而可以被频域信道估计及均衡吸收,同时该方案具有较低的复杂度。

MB-OFDM系统中采用梳状导频的信道估计

针对采用梳状导频的多频带正交频分复用(MB-OFDM)系统,提出一种新的基于频域插值定理的信道估计算法,即FD-INTERP。与传统的插值信道估计算法不同,FD-INTERP算法首先计算出导频点处的信道值,再根据DFT频域插值定理计算出时域信道。算法仅需较少的导频符号,提高了频带利用率,并且避免了插值计算,提高估计精度的同时降低了运算量。仿真结果表明该算法具有良好的可靠性和稳定性。

MB-OFDM UWB系统中交织器盲识别方法

借助峰值平均功率比(PAR)与反转误码率(RSER)信息,实现MB-OFDM UWB系统在发送端选择最佳交织器后,在不传送交织辅助信息情况下,在接收端恢复发送端使用的交织器编号,实现交织过程盲识别。将反转误码率的检测应用到对交织器的盲识别中,改进MB-OFDM UWB系统中的交织器与解交织器部分,通过对反转误码率的比较识别出发送端所选择的交织器规格,进而达到对交织序列的盲识别。对常规与改进后的系统进行误比特率仿真比较后,发现改进后的MB-OFDM UWB系统具有较好的可靠性,可以通过反转误码率的比较信息得出交织器编号,进而得到交织序列,释放信道,达到真正意义上的交织盲识别,从而实现智能通信。

MB-OFDM UWB系统频率同步设计

研究多频带正交频分复用超宽带（MB-OFDM UWB）系统中载波频偏（CFO）和采样频偏（SFO）对系统性能的影响及频率同步设计;系统频率同步设计首先在时域利用前导估计CFO,并按频带加权平均以提高估计精度,然后在频域利用导频估计剩余CFO和SFO,最后在频域进行剩余相位跟踪.所设计的方法适用于超宽带各个带组（BG1-BG5）所有的跳频模式（TFC1-TFC10）.仿真结果表明,在15dB信噪比下,归一化CFO的均方误差达到10-16数量级,归一化SFO的均方误差达到10-10数量级,所设计方法具有较高的精度,适合于高速MB-OFDM UWB系统.

基于MB-OFDM UWB信号的MMF系统性能分析与仿真

针对多模光纤(MMF)通信系统中的模式色散和非线性问题,将MB-OFDM UWB技术融合到多模光纤系统中,从理论上对MB-OFDM UWB技术克服多模光纤模式色散机理进行了分析,证明了该技术具有较好的克服多模光纤模式色散的能力,研究了MB-OFDM UWB信号的峰值平均功率比(PAPR)及PAPR减小方法。应用Optisystem与MATLAB软件搭建了实验仿真平台,验证了应用MB-OFDM UWB技术的多模光纤通信系统有很强的克服模式色散的能力,证明了应用PAPR减小方法对系统非线性的改善作用。

基于抽头探测的MB-OFDM超宽带信道估计

在MB-OFDM超宽带系统中,针对超宽带信道的稀疏特性,提出一种新的基于抽头探测的信道估计算法(MP-DFT)。利用DFT(Discrete Fourier Transform)算法得到信道的原始估计值,采用匹配追踪(MP)算法探测出非零抽头的位置,最后将剩余抽头置零得到稀疏信道参数。仿真结果表明,对于4种标准的超宽带信道模型,MP-DFT算法相比DFT算法性能都有所改善,尤其对于稀疏性较好的CM1和CM2信道,算法性能有明显提高。

基于正交扩展的MB-OFDM系统性能分析

针对多带正交频分复用(MB-OFDM)通信系统存在窄带干扰的问题,提出了一种基于高阶旋转扩展矩阵的多带OFDM系统。同时用误差权重分布方法分析各种角度的高阶旋转扩展矩阵及其它正交扩展矩的分集度,并在实验仿真中比较了各种扩展矩阵对MB-OFDM系统性能的影响,结果表明各种角度(π/2除外)的高阶旋转扩展矩阵进一步提高超宽带系统抗窄带干扰的能力。

基于匹配追踪的MB-OFDM时域信道估计

针对超宽带信道的稀疏特性,基于MB-OFDM系统提出一种基于匹配追踪的时域信道估计算法(MP-TD).首先利用OFDM数据块的循环卷积特性建立一种时域模型,然后采用匹配追踪(MP)算法探测出非零抽头的位置,最后利用非零抽头位置信息降低了估计维数并通过时域方法估计出信道.仿真证实了算法的有效性.

MB-OFDM UWB通信空时网格编码误码率分析

本文研究多带正交频分复用瑞利衰落信道中,空时网格编码发射天线间空间相关性的分集性能.空时网格编码将单个输出的编码符号转换成多个编码符号,并通过多个发射天线传输,在接收端,Viterbi优化软判决算法用于译码.我们分析了MB-OFDM系统在quasi-static和interleaved两种信道中相关空间衰落对误码率的影响.在空间相关性较小时,分集阶数能得到保持;而在空间相关性较大时,interleaved信道能保持分集阶数,quasi-static信道的分集阶数将减小.空时编码总体上对空间相关性表现出鲁棒性.

一种MB-OFDM系统中改进的盲自适应信道缩短算法

针对MB-OFDM(多频带正交频分复用)系统中Merry算法收敛速度慢的问题,提出一种改进的盲自适应信道缩短算法。利用RLS算法实现均衡器抽头的迭代计算,改善了算法的收敛性和鲁棒性。同时提出一种最优初始化算法,提高了算法的收敛速率。仿真结果表明对于具有很强时变性的超宽带信道,该算法在收敛性和稳健性方面都具有良好的性能。

矿井环境下基于MB-OFDM的UWB系统建模及性能分析

针对超宽带无线通信系统UWB在矿井环境下的多径传播所造成的频率选择性衰落,提出将具有抗多径时延等优势的多频带正交频分复用技术MB-OFDM应用到井下UWB系统中。为了弥补S-V模型在信道衰落环境下的不足,将传统的信道冲击响应转换为一个独立的角度脉冲响应,建立一个基于修正的信道模型。结合修正的信道模型,对基于MB-OFDM的矿井UWB系统进行建模,给出了频带的划分方式、信道的改造办法、无线系统的设计方案等。在矿井复杂环境下对系统模型进行性能分析仿真,结果表明,该系统能有效抵抗多径衰落,具有抗噪声能力强、误码率低、覆盖范围远等优点。

MB-OFDM-UWB系统基于时域扩展的盲频率跟踪算法

对多频带正交频分复用超宽带系统同步技术进行研究,提出一种基于时域扩展技术(TDS)的盲载波频偏(CFO)跟踪算法。利用数据符号与其时域扩展符号的特殊映射关系,在时域和频域分别推导出残余载波频偏的盲估计公式,并构建相应的时频跟踪环路。仿真结果表明,该盲算法具有比导频辅助法更优的跟踪性能。10dB信噪比下,基于TDS进行时频跟踪的残余CFO均方根误差均达到2×10 4,系统误比特率可达10 6数量级。

用于高速MB-OFDM超宽带系统的改型双载波调制技术

双载波调制(DCM)是由ECMA-368标准所定义的基于多频带正交频分复用技术的超宽带无线电平台中的调制方案。为了支持1Gbps的数据率,采用改型双载波调制(MDCM)方案,并采用低密度奇偶校验(LDPC)以减少误包率。仿真结果表明,系统在速率为1Gbps下,要达到小于8%的误包率,只需信噪比为11dB。

一种新的MB-OFDM-UWB技术分析与应用

提出了一种新的超宽带通信实现方式,该方式基于MB-OFDM技术,用户数据在时域和频域交织传输,形成了新的MB-TFI(时频交织)-OFDM方式。结合MBOA实际案例,分析了MB-OFDM芯片的商业化和产品化进程及前景展望。研究表明,MB-TFI-OFDMUWB技术以它独特的优势,将会促进MB-OFDM方案的发展,得到越来越多厂商的支持与应用,从而有希望成为WPAN物理层的标准技术。

改进的MB-OFDM UWB信道估计算法

在MB-OFDM UWB系统中,传统的信道估计方法没有充分利用信道长度这一信息,估计信道长度常大于实际长度,造成了性能损失。针对这一缺陷,提出一种新的信道估计算法。首先利用LS算法估计出信道,然后通过信号能量估计(SEE)方法估计出信道长度。算法有效地降低了估计维数,因此提高了LS算法的估计性能,同时对各算法的性能进行了分析比较。最后利用实验仿真证实了算法的有效性和分析的正确性。