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。

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。

航空电子MB-OFDM-UWB无线互连信道分析与仿真

多频带正交频分复用超宽带(MB-OFDM-UWB)是航空电子内部无线互连(WAIC)的候选通信体制之一,不同于普通的室内无线信道,超宽带信号在金属和复合材料的机舱内部存在复杂的反射和多径干扰。给出一种适用于WAIC应用的MB-OFDM-UWB无线通信系统物理层方案,并参照IEEE802.15.4a标准提出一种适应航空电子机舱内部特征的多簇多径UWB信道模型;通过基于接收球的反射角误差法仿真得到无线信道的冲激响应,确定了机舱环境下信道模型的簇到达率、径到达率和混合因子;进而采用Simulink进行MB-OFDM-UWB信号系统仿真,表明在110Mb/s码速率条件下,当误码率低于国际电信联盟(ITU)标准规定的10-6,机舱环境下的信噪比应比普通室内环境高1dB。另外,在研究过程中,为了确认电磁仿真中接收球半径的有效性,针对基准环境将仿真结果与文献报道的实测结果进行了对比。

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。

超宽带无线通信技术的研究

首先对超宽带无线通信这一新兴技术做了简单的介绍,然后对超宽带系统中的传统超宽带以及基于传统OFDM技术的多带超宽带这两种技术方案进行了阐述与比较,并在此基础上重点对传统超宽带系统中的跳时超宽带技术作了详细的分析和研究,最后讨论了超宽带无线通信技术对未来通信技术的影响极其自身的发展方向。

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.

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．

一种应用于多带正交频分复用超宽带的IFFT/FFT处理器

针对多带正交频分复用超宽带(MB-OFDM UWB)系统,提出了一种高吞吐量、混合字长、混合基、4并行数据路径的128点IFFT/FFT处理器结构。该处理器采用具有误差补偿的改进Booth定长乘法器和CSD常量乘法器,有效地提高了精度和减少了硬件的复杂度。通过分析,本方案比混合基多路径延迟反馈(MRMDF)结构减少了49%的乘法器资源,在硬件开销相当的情况下,比双并行数据路径结构减少了30%的存储器资源和提高了33%的吞吐量,使该处理器在精度、硬件开销和速度上做了最好的折衷。在0.18 μm COMS工艺下,该处理器的最大工作频率达到300 MHz,吞吐量为1.2Gsamples/s,满足了吉比特无线个人域网络(WPAN)的要求。

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。

一种多载波OFDM-UWB无线通信系统

在对超宽带(UWB)技术中的MB-OFDM-UWB系统进行研究分析的基础上,提出了一种基于BPSK调制的MB-OFDM-UWB发送接收系统,并对发送机和接收机的工作原理进行了详细的阐述,给出了相应的数学描述公式。

一种改进型低复杂度的超宽带信道估计算法

针对多带正交频分复用(MB-OFDM)的超宽带系统,为减小其常规最小均方误差算法的运算量,提出一种改进型低复杂度的超宽带信道估计算法.新算法在原最小均方误差算法的基础上,将求逆问题转化成一簇线性方程组的求解问题,然后通过初等行变换直接得到信道的估计值.新算法不仅降低了原最小均方误差算法的复杂度和运算量,而且保持了原估计方法的性能.并且基于超宽带标准信道CM1的计算机仿真结果也验证了新方法的有效性.

UWB技术及其应用探讨

介绍了超宽带的历史、定义及其实现技术;讨论了超宽带在WPAN、无线传感网、成像系统、射频识别和军事方面的应用可能;给出了部分应用模型。

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.

超宽带无线收发机中的正交LC VCO设计

基于SMIC0.18μm CMOS工艺设计了一种可应用于MB-OFDM UWB无线收发机的宽带正交压控振荡器（QV-CO,Quadrature VCO）。在研究VCO的相位噪声理论的基础上,采用了优化噪声的电路结构。此外,鉴于片上螺旋电感在VCO设计中的重要性,采用了一种快速选取工艺库螺旋电感的方法。仿真结果显示,QVCO的频率调谐范围为3.4-4.5GHz,在1MHz频率偏移处,相位噪声小于-119.6dBc/Hz。在1.8V电源电压下,电路总功耗为27mW。

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。

3～10GHz CMOS低功耗UWB频率合成器

提出一种新的超宽带频率合成器结构。该频率合成器可以产生MB-OFDM UWB系统定义的所有14个UWB子带的中心频率。分析了MB-OFDM UWB频率合成器中的杂散频率,提出一种新的Q值增强滤波网络,以抑制其输出信号中的杂散。ADS仿真表明,在TSMC 0.18μmRF CMOS工艺下,该频率合成器的杂散频率抑制能力超过30dBc;在1.8V电源电压下,电路的电流消耗为65 mA。