MIMO-OFDM技术

多进多出(MIMO)系统在发射端和接收端分别设置多副发射天线和接收天线,采用MIMO技术可以提高信道容量和信道可靠性,降低误码率。正交频分复用(OFDM)是一种特殊的多载波传输方案,各子载波在整个符号周期上正交,各子载波信号频谱可以互相重叠,子载波正交复用技术大大减少了保护带宽,提高了频带利用率。MIMO-OFDM技术是OFDM与MIMO技术结合形成的一种新技术,该技术是在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集,提高了信号质量。MIMO-OFDM技术将成为下一代移动通信核心技术的解决方案。文中全面介绍了MIMO技术和OFDM技术及两者的结合,分析了实现MIMO-OFDM技术的关键,展望了发展前景。     

LTE-A上行MIMO系统中空频编码及CM性能的研究

在LTE-A上行系统中,人们采用单载波频分多址接入（SC-FDMA）方案。SC-FDMA是一种具有与正交频分复用（OFDM）系统相似复杂度,立方度量（CM）低的单载波调制和频域均衡技术。首先介绍了LTE-A上行多输入输出（MIMO）系统架构,在此基础上研究资源块、调制方式和多天线空频编码（SFBC）对上行系统CM的影响。仿真结果证明,天线越多,其对系统CM影响越大,4天线发送系统中空频编码技术对系统CM值的影响占主体。     

正交空时分组编码系统的信号检测技术

正交空时分担编码（OSTBC）技术可以提高信道容量和误码性能,准静态平坦衰落信道和时变平坦衰落信道下正交空时分组编码率的信号检测技术得到广泛研究。利用正交频分复用技术（OFDM）,研究了时变多径衰落信道下OSTBC-OFDM的信号检测方法,提出了一种能够有效利用无线信道的多径传播效应的发射天线数目等于4的OSTBC信号检测算法,仿真结果表明,发射天线书等于4,接收天线数等于2时,与已有信号检测算法相比,提出的算法有4.5dB性能增益。     

一种天线分集的多载波CDMA上行链路方案

多载波系统能克服多径信道频率选择性的影响，而应用多天线发射和接收能获得分集增益。本文提出了一种两天线发、多天线收的多载波CDMA上行链路系统方案。在发射端，空时块码被用来进行发射分集。对于多载波CDMA上行链路系统，不同的用户的信号经历了不同的多径衰落，信号间的正交性不再能够保持。本文提出了一种接收机方案，并讨论了几种联合检测方法来恢复所有用户在两个编码时刻发送的信息符号，并给出计算机仿真结果。     

一种有效的MIMO-OFDM系统时频同步方法

为了检测不同天线的时延和频偏,提高多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统同步算法性能,给出了一种有效的MIMO-OFDM系统定时和频率同步算法。该算法构造了一种新颖的基于恒包络零自相关码（CAZAC）的良好正交特性的训练序列结构,利用该训练序列结构可以有效地完成各发射天线的迟延和载波频偏估计。仿真结果表明,所给方法具有高的定时估计精度和低的计算复杂度,适用于各发射天线信号到达时延不同情况的MIMO-OFDM系统,具有很好的实用价值。     

一种基于四相编码和优化阵列的MIMO STAP实现方法

多输入多输出（MIMO）雷达多信号间正交性和天线阵列结构影响空时自适应处理(STAP)性能。为了提高多信号间正交性,提出了基于遗传算法优化提高四相编码的自相关峰值并降低互相关峰值方法,保证了多发射信号间良好正交性,基本抑制了盲速影响。针对天线阵列稀疏导致盲速、阵元密布导致天线孔径过小的问题,基于最大连续孔径思想,提出了一种优化阵列结构,在不显著增加天线阵列长度和阵元数目条件下,与四相编码信号结合,实现了动目标检测。仿真实验证明,基于四相编码正交信号和收发阵列设计,MIMO STAP可实现良好动目标检测性能。     

OFDM闭环发射分集结合自适应功率分配

将自适应功率分配技术应用于多发送多接收天线正交频分复用(MIMO-OFDM)系统,如何在载波和天线间分配能量是个关键问题。该文提出:对不同发射天线的各个子载波采用闭环发射分集方案;接着再进行载波间的功率分配,该算法的目标是使误码率最小。文中用数学方法证明了此方案是使总误码率最小的最佳方案。仿真结果显示:在误码率取0.1%时,对于两根发射天线一根接收天线4个子载波的OFDM系统,与传统的将开环发射分集与OFDM相结合的算法相比,此算法能带来6.5dB的增益。     

莱斯信道下多载波异步发射分层空时码设计

视距路径的存在使多天线信道矩阵的条件数增加,造成同步多载波分层空时码的线性检测性能严重下降甚至失效。针对这一现实问题,该文提出了一种新的发射信号设计方法:在频域上将每个天线上的多载波信号异步发射。在莱斯信道中得到了联合迫零检测的误比特率表达式,并在未编码和Turbo编码情况下与同步多载波分层空时码进行了仿真对比。理论分析和仿真结果表明:异步多载波发射结构能够突破同步多载波分层空时码对接收天线数的限制,利用线性检测方法可以获得系统的最大可能空间分集度。     

协作发射分集系统及其误码性能分析

协作分集（cooperative diversity）技术通过使网络中各单天线用户共享彼此天线，形成虚拟的多天线阵列来实现发射或接收分集，并结合一定的编码方式，可以有效地提高系统性能。多载波码分多址（MC-CDMA，multi．carder code division multiple access）技术将数据调制到各个子载波上发送，可以有效地抵抗信道频率选择性衰落的影响。由此提出了无线网络中频率选择性衰落信道环境下的一种基于分布式空时分组码（DSTBC，distributed space tim eblock code）和MC-CDMA的协作发射分集方案，建立了协作用户间的误码表示模型，基于该模型推导了在协作条件下整个系统误码性能的理论表达式。分析了协作用户间的平均解码差错概率对系统误码性能的影响，并给出了仿真结果。结果表明，本系统相对于未编码的MC-CDMA系统获得了明显的性能增益，同时仿真也较好地验证了理论结果。     

多路DFT扩频的低峰均比OSFBC传输方法

空频分组码（SFBC）可以为MIMO系统带来发射分集增益,而单载波频分多址（SC-FDMA）系统的发送信号具有低峰均比（PAPR）,但直接传输正交SFBC（OSFBC）会出现PAPR过大的问题。为此,本文以四发射天线为例针对OSFBC提出了一种基于DFT扩频的低PAPR传输方案,通过设置多个并行DFT单元并将得到的多组频域数据等间隔交叉排列映射到子载波上,根据频域循环移位和内插的性质使时域信号等效为多条单载波信号的叠加,PAPR与同点数SC-FDMA信号大致相当。同时,本文方案未带来误码率性能的下降,能够取得的分集增益与正交空时分组码（OSTBC）相同。      

基于BOTDA技术的电缆温度监测

由于海底电缆深埋海底,其运行状态的监测尤为重要。因此,提出基于光纤光时域反射（OTDR）的布里渊时域反射分析技术（BOTDA）的分布式光纤传感器对复合海缆进行温度监测。简单介绍了BOTDA技术的原理以及温度监测的实验。对实验测得数据进行数据拟合处理和分析。从实验的数据分析中得出基于BOTDA技术测量出电缆温度的变化趋势和实际温度变化趋势是基本吻合的。从而验证了该技术测温误差小、响应时间短、运行可靠且能实现长距离测量,可有效应用于电缆温度在线监测,为电缆导体温度的确定提供有效的参考依据。     

高速率通信系统中均衡技术的研究

文章将原先用于时域均衡中经典的最小均方（LMS）算法与单载波频域均衡技术相结合,提出了使用LMS算法来更新频域均衡器的均衡系数,从而使均衡器的均衡系数根据信道特性自适应地变化。通过仿真验证了LMS算法在频域土毛衡技术中的有效性,并取得了良好的均衡效果。     

数字GFSK调制解调的算法与实现

高斯频移键控（Gauss frequencyShift Keying,GFSK）是一种广泛应用于低数据速率的个人通信标准（如蓝牙）的调制方式。限于低功耗和低成本,GFSK收发机通常在模拟域设计。为了改进误比特率和提高不同的复杂设备之间的综合能力,数字GFSK调制解调技术应运而生。在该文,将着重讨论最小平方（LS）与最大似然估计法（MS）是利用计算机辅助技术来实现GFSK载波恢复。通过估测误差方差的分析,我们发现LS/ML载波频率偏移估计法优于传统DFT法。除此之外,本方法也能有效地处理直流的数据源。通过在MATLAB上进行仿真,在高斯白噪声环境中实现了理想误码率的GFSK传输仿真。     

盲分离在MIMO中的应用

多输入多输出MIMO(Multiple-input Multiple-output)技术能够在不占用额外频谱带宽的前提下,有效地提高信道容量和频谱利用率,空时编码STC(Space Time Coding)是MIMO的核心技术。盲源分离BSS(Blind Source Separation)是指在源信号、传输通道特性未知的情况下,仅由观测信号和源信号的一些先验知识估计出源信号各个分量的过程。提出了一种用盲源分离技术来改善MIMO接收性能的方案,通过仿真表明相比原先单一的MIMO模型,这种方案能有效地降低误码率,使系统可靠性得到提高,理论和仿真均表明此方案是可行的。     

基于FFT的多周期噪声的滤波-X算法研究

为了弥补已有消噪技术的缺陷及不足,结合实际应用对有源噪声控制技术及针对多周期低频噪声主动控制进行深入的研究,根据快速傅里叶算法(FFT)和凹槽滤波器的工作原理,系统地研究并设计滤波-X算法,进行相关计算机仿真出结果分析;运用快速傅里叶变换(FFT)的方法,将多周期信号从时域变换到频域,从而达到对多周期噪声消噪的目的。     

SC-FDE在无人机遥测下行链路中的应用研究

该文针对无人机高速率下行数据链通信中存在的码间干扰和多径衰落,在对无人机信道进行建模的基础上,采用了迫零均衡(Zero Forcing,ZF)和最小均方误差均衡(Minimum Mean Square Error,MMSE)两种算法的单载波频域均衡(Single Carrier Frequency Domain Equalization,SC-FDE)技术对此码间干扰和多径衰落进行了抑制;通过仿真得到采用SC-FDE技术使得误码率明显下降,从而验证了在无人机高速率下行数据链通信中,采用SC-FDE技术能有效抑制码间干扰和多径衰落。     

基于AP聚类的数字信号调制体制识别方法

针对高斯噪声信道下MASK、MFSK和MPSK信号的类间识别问题,提出了一种基于短时傅里叶变换（Short Time Fourier Transform,STFT）和仿射传播聚类（Affinity Propagation Clustering,AP）相结合的信号类间识别方法。通过对在高斯信道下3类信号时域和频域特征的联合分析,提取出信号的时频特征。通过仿射传播聚类算法对信号进行聚类,通过信息迭代更新,可以快速、自动地找到聚类中心和聚类数目。仿真结果表明,在信噪比（SNR）较低的情况下仍能达到很好的分类效果。     

MIMO-OFDM信道估计仿真实现

正交频分复用（OFDM）可以有效地将频率选择性衰落信道转化成多个并行平坦衰落信道,从而大大提高传输效率。多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）技术可以大幅度地提高无线通信系统的信道容量与传输速率,其信道估计精度对系统性能有着直接的影响。研究了基于导频插入的SISO-OFDM和MIMO-OFDM最小二乘法估计（LS）信道估计方法。采用广义平稳非相关散射下的多径时变瑞利信道模型,对各个算法进行了仿真试验,得出不同算法下信道估计的误比特曲线,比较了各个算法的性能。仿真结果表明：MIMO-OFDMLS算法在误码率性能上优于SISO-OFDM。     

GPS空时抗干扰中一种改进的MWF算法的应用

在GPS接收机的抗干扰抑制中,较单纯时域、频域或空域滤波方法,空时联合处理利用了更多的接收数据信息,因而可以获得更好的干扰抑制性能。针对空时处理方法计算量大的缺陷,文中通过降维处理思想的分析,给出了一种对MWF的前向递推过程进行简化的方法,以此来降低运算量,缩短运算所需的时间,并将这种方法与一般方法进行降秩性能和抗干扰...     

基于空间分集的UWB系统性能分析

将多接收天线应用于跳时(TH)二进制反极性脉冲幅度调制(2PAM)超宽带(UWB)系统中,在存在多用户干扰的环境下以提高系统的误码性能,进而达到高速率通信。分析了在SGA条件下,基于空间分集的SINR的表达式,估计了系统的误比特率,并对2PAM-TH-UWB系统的性能进行仿真。仿真结果表明,随着接收端接收天线数的增加,2PAM-TH-UWB系统误码性能提高。