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.

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.

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。

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 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。

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。

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.

MB-OFDM UWB系统中的加窗算法设计

提出一种能抵抗超宽带系统中强窄带干扰的接收端加窗算法,它适用于多带正交频分复用(MB-OFDM)超宽带通信系统中采用的零值填充机制。相对于其他抗窄带干扰算法,接收端加窗算法具有算法复杂度低、无须对窄带干扰进行预估计等优点。在不同强窄带干扰源下的系统无线数据包错误率的仿真测试验证了该算法的有效性和可行性。

超宽带无线通信系统MB-OFDM-UWB与WiMAX共存干扰仿真研究

本文研究多载波正交频分复用超宽带(multiband-OFDM-ultra wideband,MB-OFDM-UWB)系统与WiMAX(world interoperability for microwave access)系统之间的共存干扰问题。使用ADS仿真平台建立仿真模型,对两个系统之间的频率干扰特性进行仿真,同时针对UWB系统有无采用检测避让(detect and avoid,DAA)技术的情况,对各个系统的误帧率进行仿真。仿真结果表明,MB-OFDM-UWB系统与WiMAX系统间存在同频干扰,使用DAA技术可以有效地抑制或降低系统间的同频干扰影响,实现系统共存。

MB-OFDM UWB系统频偏估计方法改进研究

针对多带OFDM超宽带(MB-OFDM UWB)系统,依据物理层国际标准ECMA-368,对现有的频偏估计方法做了改进,提出了一种高性能、低复杂度、高鲁棒性的联合载波和采样频偏估计方法。该方法在SC算法基础上,通过选择合适的相关距离,使频偏估计算法适合于所有的跳频模式,同时也改善了估计性能。仿真结果表明,新方法在保证估计性能的基础上可有效降低复杂度,适合于高速MB-OFDM UWB系统。

MB-OFDM-UWB系统中干扰信号抑制方法

基于抑制MB-OFDM-UWB系统中干扰信号的目的,提出了一种抑制系统带宽内干扰信号的新算法。该算法采用两组自适应干扰对消滤波器,利用LMS方法来实现对干扰信号的抑制。通过仿真,在接收端利用频谱和星座图两种途径分析了该算法对干扰信号的抑制效果。仿真结果表明,该算法在不损失带内有用信号电平的情况下,对干扰信号抑制达到30 d B。因此,对UWB信号带内的干扰信号起到了良好的抑制作用。

MB-OFDM UWB通信系统维特比解码器的实现

提出一种应用于多波段正交频分复用(MB-OFDM)超宽带通信系统的维特比解码器的设计方案,分析MB-OFDM所采用的卷积/凿孔码及相应的维特比解码算法的性能。为了达到系统要求的最高数据传输率、保持硬件开销的经济性,结合滑动窗口和折叠2种方法设计解码器的硬件结构。在低速工作模式下,部分处理单元被禁用,以节省功耗。该设计经XilinxVirtex-4FPGA验证,最高译码速率可达432Mb/s。

MB-OFDM UWB系统中的信道估计算法研究

MB-OFDM UWB系统采用相干解调的方式,因此在接收机内必须要实施信道估计,获得所有子载波的参考相位和幅值,从而可以恢复原始数据比特。在典型的UWB室内信道模型下,分析了基于块状训练序列的信道估计算法。然后结合MB-OFDM UWB系统中时频编码的特性,先对LS估计结果在频域内求平均,然后再进行DFT变换域估计,就可以得到改进的DFT信道估计算法。Simulink仿真结果表明该算法比LS和基于DFT变换域的算法估计效果都要好,同时具有结构简单,复杂度低等特点。

MB-OFDM UWB系统中Hadamard编码的研究

如何提高抗窄带干扰能力成了MB-OFDM UWB系统应用中必须解决的一个问题,在发送端采用扩展编码可以解决这一难题,但是目前对扩展编码的最优值并未有深入研究。首先介绍了MB-OFDM UWB系统的工作原理和Hadamard编码的特性,将Hadamard编码同MB-OFDM UWB系统相结合,研究了系统抗窄带干扰的性能,对Hadamard编码中M去何值时系统具有更好的抗干扰性能进行了深入的研究,提出了自己的见解,并结合卷积码进行了比较,通过仿真得到较合理的编码方案。

基于MB-OFDM UWB的短距离无线多媒体传输

超宽带(UWB)是实现高速无线个域网(WPAN)多媒体传输的关键技术。UWB以超短周期脉冲进行调制,并使用超宽的RF频谱带宽传递数据,可通过重叠的原则共享已占用的频谱资源;其具有频谱利用率高、抗多径衰落能力强、发送功率极小、系统安全性好等特点。UWB可为消费类电子设备提供高速无线连接解决方案,使视频连接和桌面应用等能在通用射频平台上运行。因此,研究UWB的标准化、产品化与市场化进程,剖析其主流技术,对于制订我国相关标准,促进UWB技术与系统产品在中国的发展和实施,具有积极的现实意义。为使UWB主流技术能被进一步了解,在跟踪研究UWB标准化的基础上,分析了作为国际上第1个商用UWB标准的多频带正交频分复用(MB-OFDM)方案的原理与技术特征,并阐述了基于该方案的无线多媒体超宽带(WiMedia UWB)平台与应用环境、产品整合进展及应用前景。

MIMO-MB-OFDM UWB通信系统中空时频编码技术研究

针对MB-OFDM UWB系统的性能特征,基于理论分析系统的成对错误概率,获知编码增益和分集增益的计算公式,从而得到空时频编码方案的设计准则.在此基础上,提出一种简化结构的空时频编码方案,并分析基于空时频编码的系统传输性能,为提高MB-OFDM UWB系统的性能给出了一个可行的方法.仿真结果表明,相比于传统的未编码的SISO-MB-OFDM UWB系统,该方案具有良好的系统误码率性能.而与8阶正交空时频编码方案相比,该编码方案结构简单,编解码复杂度比较低.

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。

多频带OFDM-UWB与窄带CDMA的电磁兼容研究

多频带正交频分复用-超宽带（MB—OFDM—UWB，Multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Ultra Wideband）技术可能成为短距离、高数据率无线网络理想的传输／接入方案之一，但必须研究MB—OFDM—UWB系统与其他系统之间的电磁兼容问题，对其发射功率进行严格的限制．本文将MB—OFDM—UWB系统和窄带-码分多址（N—CDMA，Narrow Code Division Multiple Access）系统在物理层建模，进行系统级电磁兼容研究，根据N—CDMA系统误码率的要求，得出MB—OFDM—UWB系统在N—CDMA系统工作频段（下行869-894MHz）的等效各向同性辐射功率（Equivalent Isotropic Radiated Power，EIRP）不大于-60．50dBm／MHz．