SC-FDMA系统的MMSE-FSE算法分析

单载波频分多址(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access,SC-FDMA)系统均衡器的输入信号通常是按符号间隔进行采样的,其对抽样时间十分敏感。在短波波段,由于多径反射显著,当多径延时接近符号周期长度时,对抽样时间敏感的缺点会被放大。针对短波信道的特征,研究了SC-FDMA系统的分数间隔均衡器(Fractional Spaced Equalizer,FSE)模型,通过与符号间隔均衡器对比发现,虽然符号间隔均衡器可以补偿接收信号的频率响应,但其对短时延衰落信道的补偿效果较差;FSE对于抽样时间的选择不敏感,在多径信道下能够获得更好的性能。链路仿真结果表明,在短时衰落信道环境下,FSE的译码性能比符号间隔均衡器有最大1.5 dB的增益。

一种四天线MIMO-SC-FDMA高精度信道估计方案

针对高速移动环境下频率色散现象以及信道容量低和系统可靠性差的问题,提出采用多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术与单载波频分多址(Single Carrier Frequency Division Multiple Acess, SC-FDMA)技术相结合的方法,设计了一种适用于四天线MIMO-SC-FDMA通信系统的高精度信道估计算法。该算法采用空时编码(Spatial Time Block Code, STBC)与时间切换传输分集(Time Switched Transimit Diversity, TSTD)结合的STBC-TSTD分集编码技术,选择自然插值方案,在离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform, DFT)信道估计方法的基础上设计了一种利用频域加权来提高信道估计精度的高精度信道估计算法,减小了频率色散现象影响,提升了信道容量和系统可靠性,通过仿真分析验证了所提算法的有效性。

一种应用于FDMA应急卫星通信系统的动态带宽调整方法

针对频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)应急卫星通信系统通信链路带宽固定情况下对业务数据流量适配度较低以及调整带宽过程中链路中断问题,提出了一种基于IP数据流量的动态带宽调整方法,旨在根据业务需求动态调整带宽以提高卫星资源利用率。在通信站部署网管代理软件并实时监测传输流量,当流量产生变化后实时向网管中心申请调整带宽。网管中心重新调整卫星链路资源并下发调整命令至通信双方站点网管代理软件,通信双方站点网管代理软件协同完成链路参数调整。通过实验验证了提出的动态带宽调整方法灵活可靠,提高了带宽利用率。

基于CoaXPress接口的高速串行传输系统设计

CoaXPress是一种新型高速数字图像传输接口标准,适用于各种高速和高带宽图像传输应用。本文设计实现了一种基于CoaXPress接口的高速串行传输系统。针对多路高速串行数据传输、调度、缓存和同步难题,硬件上每个模块设计4路CoaXPress接口,模块以FPGA为核心,采用PCIe3.0×8接口与主控制器进行通信,使用DDR4缓存高速数据;FPGA固件逻辑设计中使用XDMA硬核与主控制器进行通信,使用FDMA完成对DDR4的数据调度,使用GTH收发高速串行数据;采用FIFO缓存同步技术和PXI_TRIG触发总线技术相结合的方法,成功地实现了8个CoaXPress发送模块共32路发送接口之间的同步。最终对CoaXPress接口模块和系统进行了测试,CoaXPress接口的眼图、码速率、误码率、同步精度均满足要求。本文所设计的基于CoaXPress接口的高速串行传输系统工作稳定,性能可靠,已应用于新一代空间飞行器载荷—数传链路测试。

减小SC-FDMA与OFDMA系统PAPR的方法分析

为了有效减小SC-FDMA系统的高峰值平均功率比(PAPR),采用DFT扩频技术对单载波频分多址(SC-FDMA)和正交频分多址(OFDMA)上行系统的PAPR性能进行比较与仿真分析。结果表明,这里采用DFT扩频方法能有效减小SCFDMA系统PAPR,且明显优于OFDMA系统。

块空时分组编码SC-FDMA虚拟MIMO迭代均衡接收机

以块空时分组编码的SC-FDMA虚拟MIMO系统为研究对象,理论推导给出块空时分组编码的SC-FDMA虚拟MIMO系统接收信号模型及虚拟MIMO接收机迭代均衡算法;仿真结果表明:迭代均衡接收机可显著提高块空时分组编码的SC-FDMA虚拟MIMO系统的链路可靠性。

LTE-Advanced上行SC-FDMA MIMO系统的信干噪比性能分析

LTE上行系统中,使用单载波频分多址技术(SC-FDMA),并采用离散傅里叶变换扩频的正交频分复用多址(DFT-S-OFDMA)技术作为SC-FDMA的实现方案.在LTE-Advanced标准化过程中,考虑采用DFT-S-OFDMA技术作为上行多址方案,同时,为了获得更高的峰值速率和系统性能,决定采用单用户多输入多输出(SU-MIMO)及预编码技术.针对LTE-Advanced系统上行DFT-S-OFDMA方案在MIMO系统中的应用,提出一种信干噪比(SINR)的性能分析方法.该方法基于DFT-S-OFDMA收发机实现结构,利用信道频域响应和噪声方差,接收端采用最小均方误差(MMSE)均衡,分析得到SINR的闭合表达式,获得的SINR能很好地应用于自适应调制编码(AMC)方式的选择.仿真结果表明,多径信道下基于该等效SINR的误块率(BLER)性能曲线能很好地匹配系统在高斯白噪声信道下的性能曲线.

LTE上行多用户SC-FDMA系统中时变信道估计方法

针对高速移动时分双工长期演进(TDD-LTE,time division duplex-long term evolution)上行单载波-频分多址(SC-FDMA,single carrier-frequency division multiple access)系统,提出了一种新型的变换域时变信道估计方法。在所定义的变换域中,基于两块导频符号的信道参数估计,提出利用基于判决导向的非线性内插方法来估计数据符号的信道参数。为了便于SC-FDMA系统均衡,推导给出了变换域信道与频域信道的转换表达式,利用该式可以直接将变换域信道参数估计转化为频域信道响应。计算机仿真结果表明,新方法的性能远远优于传统方法的估计性能,且具有低的计算复杂度。

3GPP LTE中的OFDMA和SC-FDMA性能比较

在3GPPLTE系统的上行多址方式的研究中,正交频分多址接入(OFDMA)和基于傅立叶变换扩展的正交频分复用(DFT-SOFDM)以各自的优势成为热门的候选方案。由相同的仿真参数下的仿真结果来看:在未编码的条件下,当误码率(BER)为10-3时,OFDMA优于DFT-SOFDM1dB;在采用Turbo编码的条件下,当BER为10-3时,OFDMA与DFT-SOFDM相比,有3dB的增益;在结合MIMO技术的系统中,OFDMA和DFT-SOFDM性能的差别将增大。由于OFDMA的峰值平均功率比(PAPR)可以降低到3GPP要求的6dB以下,OFDMA的链路级性能优于DFT-SOFDM。

基于迭代分组均衡的SC-FDMA-IDMA非正交多址接入系统

SC-FDMA-IDMA非正交多址接入结合了SC-FDMA和IDMA 2种技术,这种结合使SC-FDMA-IDMA有可能继承这2种技术各自不同的优点,例如容量大、峰平功率比(PAPR)低、多用户信号检测简单等。但由于用户信号采用SC-FDMA这种特殊的单载波调制方式进行传输,当信道的频率选择性比较严重时,系统性能将快速下降。为此推导了适应于SC-FDMA-IDMA系统的迭代分组判决反馈均衡(IB-DFE)算法,以提高系统抗频率选择性衰落的能力。仿真研究表明,采用IB-DFE均衡算法后,相对于采用高阶调制的单用户SC-FDMA系统,在相同的传输效率下采用低阶调制的多用户SC-FDMA-IDMA系统的性能有了很大的提高。

适用于高动态平台的TDM/FDMA+令牌环卫星混合多址接入协议

对卫星通信中比较常用的多址接入方式进行了比较,提出了一种固定分配与自由分配相结合的卫星混合多址接入协议,对指标性能进行了分析。试验结果表明,该协议具有业务接入灵活、卫星频带利用率高、系统实现简单等特点,适用于高动态平台卫星通信。研究内容对相关工程应用具有一定的参考价值。

FDMA/DAMA卫星通信网资源分配策略研究

FDMA/DAMA卫星通信网的资源分配过程是为满足卫星链路高效、可靠使用卫星资源的综合决策过程。地球站参数、卫星参数、载波调制编码方式和雨衰等都是影响高效、可靠分配卫星资源的重要因素。在综合分析多种影响链路可用性因素基础上,提出了适用于FDMA/DAMA卫星通信网的资源动态分配策略,并设计了具体的分配流程和软件实现方案。通过比较某系统优化前后的运行数据,测试验证了优化分配策略的有效性和科学性。

基于MCPC/FDMA卫星通信网络的功率控制优化算法

卫星通信网包含多种尺寸且功放类型各异的地球站,在MCPC/FDMA模式下,中央站可同时对多个业务站传输信息。单载波功率调节方法在多载波场景中存在一定的功率浪费,造成地球站的业务承载能力降低。针对上述问题,按照业务信号的传输流程,分析信号的电平变化,采用最优功率算法和增益自适应(MA)算法,对功放增益和调制解调器输出功率电平进行调节控制,优化业务初始发送电平,最后比较优化前后地球站传送业务的总功率。仿真结果表明,优化方法能够有效降低低速率业务的发射功率,提高地球站的业务承载能力。

基于SC-FDMA的宽带认知无线电网络中最优功率分配的研究

研究了基于单载波频分多址(SC-FDMA)的宽带认知无线电网络中非授权用户(NU)的最优功率分配(OPA)问题。首先给出了基于SC-FDMA的宽带认知无线电网络中非授权用户对授权用户的干扰功率模型。在此基础上,分别在下述两种约束条件下利用凸优化理论推导出了两种使非授权用户的和速率最大的最优功率分配(OPA)算法。约束条件一为:任一非授权用户的任一子载波对授权用户的干扰功率受限(IPCs);约束条件二为:所有非授权用户的所有子载波对授权用户的干扰功率受限(IPC)。仿真结果表明,与等功率分配(EPA)和传统最优功率分配(C-OPA)算法相比,所提出的算法显著提高了非授权用户的可达和速率。

一种FDMA-DAMA卫星通信网功率控制方案

卫星通信系统中对系统功率的控制非常重要,这直接关系到系统的可用性程度,并且随着系统工作频率的提高尤为显著。针对资源按需分配频分多址(FDMA-DAMA)体制卫星通信系统功率控制问题,分析了传统方案的局限性和不足,在工程实际经验基础上,通过理论推导提出了一种新的功率控制方案,并给出了具体的功率参考值测试方法。通过与实际系统链路发射功率参考值测试数据比对,验证了新功率控制方案的发射功率参考值测试以及计算方法的正确性。

OFDMA与SC-FDMA峰均比对比研究

长期演进系统的下行链路采用正交频分多址接入技术,可以达到最高的频谱效率,而上行链路则采用具有较低峰均比的单载波频分多址接入技术。在对比2种不同接入技术基本模型的基础上,重点对单载波频分多址接入技术中的交织式、集中式和分布式的时域信号进行分析,同时对三者的不同峰均比分布进行仿真验证。仿真结果表明,交织式的峰均比是三者中最低的,在一般情况下,集中式比分布式具有更低的峰均比。

基于离散余弦变换的SC-FDMA系统

在单载波频分多址接入(single carrier frequency division multiple access,SC-FDMA)系统中提出用Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型4种不同类型离散余弦变换代替离散傅里叶变换。基于不同变换,分别推导上行链路传输信号时域表达式,并对推导式展开分析,比较基于不同类型离散余弦变换的SC-FDMA系统信号的特性及PAPR(peak to av-erage power ratio)性能。仿真结果表明基于DCT-Ⅱ的SC-FDMA系统与基于DFT(discrete Fourier transform)的系统一致,具有更好的PAPR特性。

基于SC-FDMA的可调公平度动态子载波分配算法

高速无线数据传输利用自适应的资源分配方式以对抗无线传输环境的不利影响。基于单载波频分复用系统提出一种最大平均容量动态子载波分配算法,并在此算法基础上引入公平系数,提出一种公平度可调的动态子载波分配算法,以实现系统分配公平性与总容量性能之间的权衡。仿真结果表明,最大平均容量算法在显著降低算法复杂度的同时,能获得与贪婪算法相近的系统总容量及误码率性能。可调公平度算法通过调整公平系数,能在较大范围内调整信道资源分配的公平度,满足不同传输质量需求,且不增加算法复杂度。

SC-FDMA上行系统中一种频域迭代块DFE均衡方法

针对多径衰落信道条件下多用户单载波频分多址(SC-FDMA)上行系统中的符号间干扰和多用户间干扰问题,结合分集合并,设计了一种新的多用户SC-FDMA接收结构,并在此基础上提出了一种频域迭代块判决反馈均衡方法.该方法利用输入-判决符号相关系数,优化前馈滤波器和反馈滤波器的抽头系数,使得每次迭代过程中信号的信干噪比最大,逐步消除干扰,提高了数据检测的可靠性.仿真结果表明,该均衡方法有较好的误比特率性能.

OFDMA系统中基于有限反馈的资源公平调度算法

OFDMA是下一代无线通信系统中在下行链路上实现大容量通信的一种有前途的技术,其中的关键技术之一是在共享信道的用户间公平合理地分配子载波和功率。分析了功率约束下系统最大吞吐量的实现方法,提出了一种基于有限反馈的资源公平调度算法,这种算法具有系统所需反馈信息量少、用户间公平性好等性能。