频谱重叠信号分离的循环平稳算法

利用信号的循环平稳性研究了分离频谱重叠信号的算法,并以直接序列扩频系统为例进行了性能分析.该算法在接收端设置了频移滤波器,以便同时利用信号的时间相关性及频谱相关性来实现信号的分离.通过对循环平稳性和频谱相关性的分析,得出了频移滤波器的结构并采用自适应算法确定多个频移分量的最优权值.仿真结果表明,该算法可有效分离频谱重叠信号,在大干扰功率时,误码率与时域滤波器和简单直扩系统比较均低约2个数量级.     

基于协作多点传输系统的自适应有限反馈

为了提高协作多点传输系统上行链路的反馈资源利用率,研究了多小区重叠覆盖下的相位反馈问题,并推导出用户自适应反馈比特分配的最优解.用户可根据自身传输信道与干扰信道的信道质量,以及来自不同基站信号之间的相位差信息,自适应地确定相应比特数.通过在预编码中根据反馈的相位差信息进行相位补偿,使得用户端接收信号能够相干叠加.研究表明,该方案在不增加系统反馈开销的条件下,能够较为明显地提高系统吞吐量.
     

FBMC/OQAM系统导频辅助信道估计方法概述

滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filter bank-based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation,FBMC/OQAM)是一种基于滤波器组的多载波调制系统,其在收发器两端采用特殊的信号处理机制来消除符号间/载波间存在的固有干扰,具有旁瓣衰减快和无需严格正交同步等优点.但是在信号传输过程中,这种固有干扰与信道特性叠加,严重影响了导频位置的信道估计精度.描述了FBMC/OQAM的系统框图、正交特性,并对其固有干扰作了时频域定量分析.指出将正交频分复用(orthogral frequency division multiplexing,OFDM)系统信道估计方法应用到FBMC/OQAM系统的关键是处理好固有干扰项.将现有FBMC/OQAM导频辅助信道估计方法分为干扰消除、干扰利用和干扰规避三大类,并从导频宽度、计算复杂度和估计性能等方面,对3类信道估计方法进行比较,指出各自的优缺点.概述了当前最新的创新性研究方法,并提出未来的工作重点.     

一种基于时分的EBPSK多载波实现方式

为了实现扩展的二元相移键控(EBPSK)调制的多载波传输,提出了一种基于时分的EBPSK多载波实现方式.首先,利用叠加原理,通过观察冲击滤波器的输出波形,分析了多路EBPSK信号间干扰的原因;然后,给出了消除信号间干扰的具体思路,即将临道信号相对延迟,使各路载波的判决区域在时间上区分开,避免判决区域的碰撞;最后,通过仿真,对比了不同时间保护间隔下基于时分的EBPSK多载波与单载波的误码率性能.仿真结果表明,时间保护间隔为0时干扰较大,多载波的误码率性能较差.在合适的时间保护间隔下,多载波的误码率性能几乎与单载波一致.基于时分的EBPSK多载波实现方式能够有效消除各路EBPSK信号间的干扰,使得多路EBPSK信号同时传输且误码率性能损失不明显.     

一种基于预留子载波的 CA-FBMC 系统 PAPR 抑制算法

针对引入载波聚合的滤波器组多载波（carrier aggregation-filter bank multicarrier,CA-FBMC）调制系统峰均功率比（peak to average power ratio,PAPR）进一步升高的问题,基于预留子载波（tone reservation,TR）思想,提出一种适用于面向载波聚合的FBMC（filter bank multicarrier）系统降低PAPR的有效方法,利用分量载波间原有保护子载波充当预留子载波成分,结合时域信号剪切的处理方法,在不改变原有信号子载波有效输入数据的前提下,降低系统信号的PAPR。同时,由于重叠因子的存在,为克服系统符号重叠特性的影响,利用后向迭代的处理思想,对时域输出信号进行分组,针对每组信号分别进行迭代剪切处理,并将处理完成的信号进行后向叠加处理,从而避免符号重叠引发的峰值增生而导致PAPR回退的问题。仿真结果表明,该算法可在不影响系统基本传输性能的情况下有效降低系统的PAPR。     

基于叠加训练序列的FSO-OFDM系统时间同步算法

提出了一种可适用于自由空间光通信的非对称限幅正交频分复用系统的时间同步方法,通过在时域上叠加伪随机序列,将训练序列与用户数据同时发送,在接收端使用本地产生的序列与接收信号进行互相关运算获得同步信号.叠加训练序列仅将训练序列叠加在部分用户数据之上,改善了传统插入训练序列算法会降低频谱利用率和信息传输效率的特性.仿真结果表明,相较于传统的插入训练序列同步方法,提出的基于叠加训练序列的时间同步方法在大气湍流环境中同步正确率更高,同步性能更好,而且提高了频谱利用率及信息传输效率.     

重叠变换在扩频通信系统抗干扰中的应用

为了抑制扩频通信系统中的窄带干扰,提出了利用重叠变换（LT）进行变换域抗干扰处理,重叠变换的基函数长度可为子带数的偶数倍,对给定的滤波器带宽,重叠变换由于对输入信号进行重叠处理,故具有比块变换（BT）更大的阻带衰减性能,首先把接收信号映射到重叠变换域,然后进行变换域滤波,系统的性能由比特错误率（BER）来衡量,结果表明,该系统的BER特性远优于块变换,并且系统性能不随干扰频率和干扰带度的变化而改变,易于实时实现。     

时延服务质量约束下的高能效功率分配算法

为了在保障系统Qo S的同时提高系统的能量效率,以有效容量与功耗的比值作为优化目标,研究了时延Qo S约束下认知OFDMA系统中的高能效功率分配问题.为了保护主用户传输不受次用户传输的影响,对次用户的发射功率和次用户对主用户的干扰进行了约束.由于原优化问题为非线性分式规划问题,很难对其进行直接求解.为便于求解,首先通过引入变量将原优化问题转化为易于处理的一维优化问题和传统的有效容量最大化问题,然后采用黄金分割法对上述等效问题进行求解,最后提出了一种迭代的高能效功率分配算法.实验结果表明,与传统的有效容量最大化算法相比,提出的算法能够有效地提高系统的能量效率.     

一种新的基于异步NOMA的串行干扰消除算法

作为5G关键候选技术之一的非正交多址技术(Non-orthogonal Multiple Access Technology,NOMA)采用功率域复用的方式,有效地提高了系统的吞吐量和频率利用率。在已有的关于NOMA系统的讨论中,大多默认叠加信号是完全同步的,但在实际运用中,由于用户位置以及状态的不同,叠加信号无法完全同步。针对不同用户信息叠加传输中存在的时延问题,提出了一种新的串行干扰消除算法。首先通过异步采样的方式对叠加信号进行采样处理,得到一个具有结构性的输出数据;然后利用每一个符号前后重叠部分的关系,在接收端采用一种新的串行干扰消除方式重构符号。结果表明:本文方法以增加复杂度为代价,获得了可以使得干扰信号消除得更干净的优异性能。这种结构使得任意时刻的信道估计错误都会导致误差扩张效应,因此对信道估计的准确性要求更加严格,故采用标量卡尔曼滤波动态估计信道状态信息,从而进一步提高了整个信道的误码性能。     

基于广义空时干扰对齐的多用户MISO广播信道自由度分析

针对多用户MISO(multiple-input single-output)广播信道,提出一种广义空时干扰对齐方案。该方案利用非正交传输,在同一时隙将多用户的信号叠加发送,提高了频谱效率;利用当前和过期信道状态信息(channel state information, CSI)构造预编码矩阵,将不同时隙下的干扰信号对齐至同一维度,通过前后时隙的观测值消除用户间干扰,达到无干扰提取期望信号的目的。仿真结果表明,对于发射端配置M根天线的K用户MISO广播信道和干扰信道,系统自由度为KM/(1+M)。随着发射端天线数的增加,衰减因子M/(1+M)逼近1,可达自由度逼近外界K     

基于环正交腔体噪声消除的OFDM网络信号误差限制算法

为解决当前OFDM网络信号误差限制算法难以消除窄带莱斯噪声干扰,且单纯采用一次发射机制存在精度较低等问题,提出了一种基于环正交腔体噪声消除机制的OFDM网络信号误差限制算法.首先,对OFDM信号进行离散化,并依据信号投影矢量及窄带莱斯噪声投影矢量在全频谱上的投影,按极坐标旋转方式构建了环正交腔体噪声消除结构,实现了信号投影矢量与窄带莱斯噪声投影矢量的正交分离,提高了信号投影矢量的投影效率,减少信号投影矢量与噪声投影矢量的重叠现象,降低了信号发射过程中出现的信号衰落水平;随后,依据信源信号投影矢量与信道状态投影矢量的夹角误差,采取极大似然估计,构建矢量角度误差控制机制,并通过拉普拉斯窗函数估计方法,进一步改善了信道传输过程中的角度衰落,降低了传输误码率.仿真实验表明:与当前常用的矢量线性积分误差消除机制(Vector Integral Error Elimination Mechanism,VIEE机制)及预发射累计误差控制机制(Prelaunch Accumulative Error Control Mechanism,PAEC机制)相比,本文算法具有更低的传输误码率与更强的抗衰落性能.     

车联网中基于非正交多址接入的簇重叠区域性能改进

由于车辆的高移动性和有限的移动范围,车辆分簇被认为是提高道路交通效率的一种有效方法.为了支持车联网中不断增长的业务量,提出了一种基于非正交多址接入技术的簇重叠区域(cluster overlap region with non-orthogonal multiple ac-cess,COR-NOMA)性能改进方案,该方案在目的车辆处利用最大比率合并(maximum ratio combining,MRC)来改进遍历和速率(sum-rate,SR),能有效降低相邻两个簇间冲突概率和传输延迟.分析了独立瑞利衰落信道下该方案的可达平均SR,并给出了其闭式表达式.数值结果验证了理论分析的正确性,所提出的COR-NOMA叠加编码信号传输方案能显著改善V2X(Vehi-cle to Everything)网络中车辆SR的性能.     

分布式光伏电站监测系统中电力噪声分析

在低压电力线信道中传输电信号时,会受到电力噪声干扰,从而影响分布式光伏电站监测系统的可靠性.为了解决该问题,提出了一种基于FPGA的提高分布式光伏电站监控系统可靠性方案.电力线噪声分布与时间、地点及负载等密切相关,各噪声间相互独立.根据对低压信道噪声中时域和频域的数据进行分析,这里把电力线上的噪声中的背景噪声和脉冲噪声进行建模.在电信号传输时,为防止电力噪声干扰电信号,通过一个IIR数字滤波器将瞬间的干扰噪声进行滤除,再进行数据传输.结果表明:干扰噪声被抑制,光伏电站监控系统可靠性得到提高,且保证了监控信号基本特征.     

去除移动心电中运动干扰的前馈组合自适应滤波器

最小均方自适应滤波器(LMS-AF)和变步长LMS-AF(VSS-LMS-AF)通常用来去除移动心电信号中的运动干扰.运动干扰和移动心电信号的非稳态特性会增加自适应滤波器的失调,组合自适应滤波器(C-AF)虽具有跟踪非稳态信号的能力,但仍存在信号失真.为了进一步减小信号失真,提高去除运动干扰的能力,提出了一种前馈组合自适应滤波器(FFC-AF),采用参考信号对运动干扰的稳态程度进行估计,将两个并行的自适应滤波器的输出组合起来.用10位健康志愿者的移动心电记录进行了仿真实验,以评估FFCAF的性能.结果表明,文中提出的FFC-AF比C-AF具有更小的信号失真和更大的信号干扰率,可以用于移动心电信号中运动干扰的去除.     

基于遗传算法的自适应滤波器对白噪声的抑制

信号在传输过程中经常受到白噪声的干扰,由于白噪声频谱分布在整个实数域,常用的滤波器很难将其滤除.讲述了用自适应滤波器和均值滤波对白噪声进行抑制的方法.通过遗传算法对自适应滤波器的进行优化,用均值滤波的方法对自适应滤波器的滤波结果进行进一步滤波,仿真结果表明遗传算法的自适应滤波器能对白噪声进行有效的抑制.     

自适应滤波器消除语音信号中混合噪声

语音信号在实际采集和传输的过程中,往往掺杂着多种噪声干扰,比较常见的是正弦窄带干扰和高斯白噪声,而一个简单的自适应滤波器往往很难同时滤除多种噪声。为了抑制混合噪声而得到真实的语音信号,在最小均方误差(LMS)自适应算法和自适应噪声抵消原理的基础上,提出了一种两级自适应滤波器方案,第Ⅰ级在传统噪声抵消系统中加入延迟单元消除正弦窄带干扰,第Ⅱ级用LMS自适应噪声抵消器消除高斯白噪声,同时,利用Simulink模块库对所设计的两级自适应滤波器进行了建模仿真。仿真结果表明:该方案滤波器可以有效地滤除包含正弦窄带干扰和高斯白噪声的混合噪声,达到提高语音质量的目的。     

面向载波聚合的FBMC系统PAPR抑制算法研究

针对面向载波聚合的滤波器组多载波(FBMC)调制系统PAPR过高问题,提出一种适用于面向载波聚合的FBMC系统降低PAPR的有效方法。基于预留子载波思想,利用分量载波间的保护间隔充当预留子载波成分,结合时域信号剪切的实现方法,降低信号峰均功率比。同时为克服FBMC系统符号重叠特性的影响,利用后向迭代的实现思想,避免符号重叠引发的峰值再生而引发峰均比回升的问题。仿真结果表明算法可以在不影响系统传输性能的情况下有效降低系统的峰均功率比。     

一种基于IDMA的非正交多用户检测方法

为了提高系统容量、频谱效率和传输速率,针对第五代通信网络业界提出了功率域非正交多址接入PDNOMA方式,通过功率域叠加复用增加用户接入数量,并且通过串行干扰消除SIC来检测用户信号。SIC算法简单,但性能一般,随着叠加的用户个数的增加,系统的性能会大大下降。交织多址接入IDMA可以采用特定的交织器来分离各用户,并允许使用低复杂度迭代多用户检测技术。为了提高性能,结合基于IDMA的非正交多用户系统和PDNOMA在接收端提出一种迭代检测方法 ISICPIC。仿真表明ISICPIC适用于多用户同时传输的情况,系统性能较好且不会随着用户数的增加而下降。     

利用Proteus实现51单片机的数字滤波设计

使用Proteus仿真软件,提出了数字滤波器的设计方法。以51单片机为核心,先进行滤波算法的C语言编程,使单片机转变为数字滤波器,然后将基波信号与干扰波叠加后送到滤波器进行处理,将滤波后的信号和原始的基波信号在Proteus提供的示波器和液晶显示器上显示对比,直观的展现整个滤波的过程。     

谱减法与维纳滤波法相结合的睡眠鼾声降噪处理

为提高鼾声信号的信噪比,提出了一种传统谱减法和维纳滤波法相结合的睡眠鼾声信号预处理方法.首先利用传统谱减法对带噪鼾声信号进行初步增强,使用子空间投影法将带噪鼾声投影到噪声和纯净信号两个子空间并得到信噪比,再由信噪比得到维纳滤波器的传输函数,谱减法处理后的鼾声信号通过该滤波器后会进一步降低噪声.对叠加白噪声的鼾声信号的仿真结果表明,文中方法可获得高于谱减法和维纳滤波法单独使用时的信噪比,降噪效果优于传统谱减法和维纳滤波法.