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.     

基于超螺旋精度提升机制的OFDM网络信道噪声消除算法

为解决当前OFDM网络信道噪声消除算法难以规避信道中的窄带莱斯噪声,且抗信道衰落能力不强,以及信道间普遍存在严重的频率干涉问题,提出了一种基于超螺旋精度提升机制的OFDM网络信道噪声消除算法.首先,根据各个传输子信道具有差异化的频率载波特性,将传输子信道等价为接收背景中的接收点,从而构建了超螺旋接收结构,有效消除不同传输子信道间存在的频率干扰特性,降低信道窄带莱斯噪声对信号预发射过程的衰落影响;随后,基于角度识别方式进行锐-钝识别,并结合拐点思想,采用序列重排技术,将待发射信号进行消波处理,并进行自旋精度提升,从而提高了其抗窄带莱斯噪声的性能.仿真实验表明:与常见的超高频精度自适应机制(UHF adaptive,UHFA)、共线度自旋精度提升机制(the degree of accuracy of collinear spin,DACS)相比,本文算法与理想状态下的OFDM功率谱密度曲线最为接近,具有更高的信号增益水平与更低的信道误码率.     

OFDM中基于DFT信道估计的改进算法

在正交频分复用(OFDM)系统的估计算法中,基于离散傅里叶变换(DFT)的信道估计因其算法实现简单,性能又优于最小二乘法(LS),常常用于实际OFDM系统中.传统的DFT算法中通常只抑制了信号中循环前缀(CP)外的噪声,并没有消除循环前缀内的噪声.提出了一种改进型算法,该算法通过加窗降低系统中频谱泄露现象,并对噪声进行估计修正,考虑到CP范围内外的噪声分布情况,设置了一个新的阈值点来抑制样本内的噪声.仿真结果表明:该算法较传统的DFT估计算法性能更好,更进一步地改善了系统误码率,能获取准确的信道信息.     

微弱振动信号的谐波小波频域提取

为解决设备故障检测和故障预报中某些微弱振动信号难以提取出来的问题,在介绍谐波小波变换的优良特性及其基本原理的基础上,给出了谐波小波变换的实现技术.在不减少信息点数的情况下,用谐波小波变换成功地对微弱振动信号实现了频域提取与时域重构,并且实现了强噪声下微弱周期振动信号的频域提取.通过算例和工程实例,说明谐波小波方法在微弱信号的频域提取能力和精度上明显优于基于二进分解的小波方法和傅里叶分析方法,且在混有强噪声的信号提取中消除了二进小波包仍然存在的噪声泄漏,同时也显示了谐波小波变换的频域保相特性.     

基于信道冲击成型自适应机制的 WSN大数据采集算法

为解决无线传感网采集算法普遍存在的节点故障率高、链路抖动严重及抗噪性能较低等不足,提出了一种基于信道冲击成型自适应机制的无线传感网大数据采集算法。首先,根据无线传感网节点信号具有的分区及偏移特性设计了信道冲击成型方法,并基于编码率-信噪比-信号发射强度增益等参量构建能量密度与信道衰落匹配过滤方式,提高信号发射过程中能量密度;随后,通过传输信号与信道噪声具有的正交特性建立自适应抽样机制,根据垂直信号与噪声信号互相干涉中产生的正交效应进行匹配滤波,并针对节点采取了载波过滤的方式进行遍历过滤,降低了网络信号拥塞现象的发生。仿真实验表明:与当前常见的拉普拉斯抗噪传输算法(Laplasse Anti-Noise Transmission Algorithm,ANT-L机制)以及傅氏信号解析抗噪传输算法(Fourier Noise Analysis Algorithm for Noise Immunity,NI-FNA机制)相比,本文算法具有更高的数据吞吐性能,有效地降低了网络链路抖动现象,取得更低的传输误码率。     

面向OFDM系统的高精度窄带干扰抑制算法

针对窄带干扰(NBI)的频谱泄漏导致正交频分复用(OFDM)系统误比特率性能下降的问题,提出一种适于OFDM系统的高精度的减小频谱泄漏的频域窄带干扰抑制算法。首先,利用傅里叶变换(FFT)推导出NBI频率的分数因子与NBI频谱泄漏的定量关系,得出当分数因子小于0.005时NBI频谱泄漏小于总能量0.01%的结论;其次,在时域将接收信号与频率搬移矩阵相乘实现干扰对齐,在频域将对齐的干扰信号置零完成干扰抑制,且证明了残留的频谱泄漏仅与分数因子估计误差有关而与分数因子无关;最后,基于FFT粗定位的NBI频谱范围,利用Chirp-Z变换对该范围的频谱进行细化,得到估计误差小于0.005且分布均匀的高精度的分数因子估计值。仿真结果表明,所提算法对OFDM系统误比特率性能的改进与陷波干扰抑制算法接近,且实时性更好;在分数因子为0.5、误比特率为10-4时,所提算法、陷波干扰抑制算法及查表干扰抑制算法所需的信噪比分别为4.5、4.5及6dB。     

无线通信OFDM系统相位噪声自适应补偿

将基于循环前缀的时域相位跟踪与基于频域导频的CPE校正技术相互结合,提出了一种旨在提高无线OFDM接收机抵抗相位噪声能力、低复杂度的相位噪声自适应补偿方案,时域跟踪可以对信道相位偏移低频成分起到初步的抑制作用,而在频域则通过引入导频子载波可信度判决机制,将CPE估计放在信道判决前进行,更为精确地消除由频率选择性相位偏移对CPE估计所带来的影响.仿真结果表明,本方案能够显著改善OFDM接收机在相位噪声条件下的系统误码率性能.     

卷积混合信号频域盲分离技术研究

阵列声纳观测的舰船辐射噪声信号是由多目标源、海洋环境噪声等经多途卷积混叠形成,为提高被动声纳的检测能力、有效分离多目标信号与环境噪声,提出一种新的信号盲分离方法,利用滑窗短时傅里叶变换将时域信号卷积混合形式转换到频域瞬态混合形式,针对每个频率点利用非平稳水声信号的多拍交叉相关序列,建立频域适用盲分离算法,估计分离网络矩阵,分离恢复多源信号,研究了多源多途水声信号盲分离技术,用仿真信号和水池实验实录信号进行频域盲分离算法检验,结果表明信号分离效果较好。     

基于Matlab GUI的离散信号谐波分析

通过分析周期信号的傅里叶级数和傅里叶变换的关系,为谐波分析提供理论依据。由于存在频谱泄露和栅栏效应,使用快速傅里叶变换(FFT)进行谐波分析时计算精度不高。为此,本文提出采用频域采样点数等于离散信号长度的离散傅里叶变换(DFT)进行谐波分析,可以有效的减小频谱泄露和栅栏效应带来的影响。通过模拟分析,验证了相比于FFT算法,该算法具有较高的计算精度。最后,基于该算法,使用MATLAB GUI制作了一款具有界面友好且便于数据处理的谐波分析软件,其中包含误差计算模块。利用该软件对多个信号进行谐波分析并计算误差,结果表明,误差的均方差和标准差均较小,由此进一步证实该算法是有效的。     

基于窄带电力噪声干扰的OFDM分组检测算法

针对电力噪声和正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号的特点,为提高检测的准确度同时减少数据冗余,基于含噪信号本元分析,分解干净信号和电力噪声特征向量,根据噪声和信号空间能量的不同,利用本元滤波的方法检测数据分组的起点。在电力噪声和基于G3方案的OFDM模型下,通过对经典延时相关检测算法和本元滤波检测算法进行性能评测比较,结果显示在不同信噪比下,本元滤波检测算法对接收信号的起点检测更准确,相应系统的误码率得到降低。     

OFDM信号的多重分形谱特征盲识别算法

针对非合作通信条件下的调制方式识别问题,提出了一种正交频分复用(OFDM)信号的多重分形谱特征盲识别算法.该算法首先提取通信信号多重分形谱最大值对应的奇异性指数以及通信解析信号平方处理后经两次傅里叶变换的幅频信号的多重分形谱跨度作为信号特征参数,然后通过多层决策树分类器完成对OFDM信号和单载波信号的识别.该算法提取的...     

无线信道下稳定的OFDM符号定时同步算法

提出了一种新的无线信道下基于循环前缀的正交频分复用系统符号定时同步算法．该算法把连续数据流分成独立的块，通过对间隔FFT长度的两个块求相关和得到符号定时同步和粗载波频偏信息．推导了高斯噪声信道下的归一化定时度量的分布，进而得到了定时错误概率，结果表明该算法具有很好的健壮性．仿真结果表明在多径信道下新算法比传统的符号同步算法稳定性更好．     

TDS-OFDM对信道频谱零点的重建

当无线传输信道出现频谱零点,正交频分复用(OFDM)系统会出现严重的性能恶化。针对信道频谱零点带来的性能恶化问题,现有的OFDM系统采用信道编码和交织来恢复丢失的数据。为时域同步OFDM系统提出一种低复杂度的信号重建方法,该方法不需要对现有的时域同步OFDM发射机作任何额外的修改,完全在OFDM接收端进行,在均衡过程中重建因信道频谱零点而丢失的数据,并且其计算复杂度只与快速Fourier变换相当。计算机仿真证明,新方法的应用使时域同步OFDM系统的性能显著提升,大大优于现有的重叠相加均衡方法。     

基于OFDM可见光通信系统发送器研究

为提高可见光通信系统的传输速率, 利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制技术, 设计并实现了基于DSP(Digital Signal Process)处理器的可见光通信系统发送器。硬件系统主要由DSP电气平台、 D/A(Digital/Analog)转换电路与Bias-tee/LED(Light Emitting Devices)驱动电路构成。软件系统采用16PSK调制方式对OFDM子信道进行编码, 以增强系统的抗噪声能力, 使之不易受信道特性变化的影响。实验结果表明, 该发送器可实现OFDM数据帧发送, 在调制方式为16PSK、 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)计算为16阶基2快速傅里叶变换算法时, 发送端的有效数据传输速率为18 kbit/s。负载阻值越大, 发光二极管驱动电路OFDM输出信号的波形失真越小。将OFDM技术移植到可见光通信系统的研发中, 不仅能提高系统的数据传输速率, 同时还能有效抑制因信道衰落和延迟而引起的符号间干扰(ISI: Inter-Symbol Interference)及载波间干扰（ICI: Inter-Carrier Interference）。     

TDS-OFDM对信道频谱零点的重建

当无线传输信道出现频谱零点,正交频分复用(OFDM)系统会出现严重的性能恶化。针对信道频谱零点带来的性能恶化问题,现有的OFDM系统采用信道编码和交织来恢复丢失的数据。该文为时域同步OFDM系统,提出一种低复杂度的信号重建方法,该方法不需要对现有的时域同步OFDM发射机作任何额外的修改,完全在OFDM接收端进行,在均衡过程中重建因信道频谱零点而丢失的数据,并且其计算复杂度只和快速Fourier变换相当。计算机仿真证明,新方法的应用使时域同步OFDM系统的性能显著提升,大大优于现有的重叠相加均衡方法。     

Error propagation determined iterative channel estimation with ICI mitigation for fast time-varying OFDM channels

The intersubcarrier interference （ICI） degrades the performance of the pilot-aided channel estimation in fast time-varying orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） systems.To solve the error propagation in joint channel estimation and data detection due to this ICI,a scheme of error propagation determined iterative estimation is proposed,where in the first iteration,Kalman filter based on signal to interference and noise is designed with ICI transformed to be part of the noise,and for the later iterations,a determined iterative estimation algorithm obtains an optimal output from all iterations using the iterative updating strategy.Simulation results present the significant improvement in the performance of the proposed scheme in high-mobility situation in comparison with the existing ones.     

间谐波检测的FFT算法改进和DSP实现

提出一种快速傅里叶变换(FFT)的改进算法,该算法利用FFT的衰减特性,只需要对FFT算法做简单的变换,就可以有效地消除频谱泄漏分量,实现非整数次谐波的精确检测,克服了传统FFT的缺陷. 该算法与加窗体FFT相比,具有相近的特性,在算法构造方面又比加窗体FFT算法更简单,因此该算法更加适合应用于存储资源有限的微处理器上. 为证明该算法应用于微处理器的方便性,设计了一套基于数字信号处理(DSP)的谐波检测装置,并对该算法进行了验证.