多径衰落信道下OFDM系统的符号同步方法研究

由于在正交频分复用(OFDM)的系统中存在符号时间同步误差,为了消除这种误差,提出了工作在多径衰落信道的符号时间频移(STO)估计方法,即基于CP的符号时间偏移估计和基于训练符号的符号时间偏移估计,通过仿真对基于循环序列(CP)估计技术的最大似然法(ML)和基于训练符号的最小均方差异法(Classen)两类性能比较分析,在无载波频移条件下,ML算法精确度更高,当存在载波频移时,Classen算法精确度更高。     

一种改进的MIMO MC-CDMA系统的训练序列设计

MIMO和MC-CDMA技术相结合,能够提高传统MC-CDMA系统的性能.在分析MC-CDMA系统中不同信道估计方法的基础上,提出一种改进的基于训练序列的MIMO MC-CDMA信道估计方法,能够使发射天线个数成倍增加,而不仅仅受限于子载波个数与多径数目之比,并设计合理的训练序列,大大降低了计算的复杂度.     

MIMO-OFDM系统抗干扰信道估计算法

提出一种抗干扰信道估计(AICE)算法用于解决MIMO-OFDM系统信道估计问题。该算法在接收端通过对收到的累加信号进行分解,得到来自不同发射天线的信号,通过消除符号间干扰与子载波间干扰及采用期望值最大迭代算法进行信道估计来减小估计误差,提高信道估计的准确性。与ICE算法的性能比较证明了AICE算法在瑞利衰落信道下具有更好的信道估计均方误差及误比特率性能。     

基于数据相关叠加训练序列的载波频偏与信道联合估计

针对正交频分复用(OFDM)系统对载波频偏敏感的问题,提出一种载波频偏与信道的联合估计算法。通过相邻2个OFDM符号间的相位差进行频偏估计,使用迭代算法提高估计精度。利用数据相关叠加训练序列在频域的特性,对2个连续的OFDM符号进行信道估计,并且采用基扩展模型拟合信道提高估计性能。仿真结果表明,该算法可在不增加系统复杂度及带宽的情况下实现载波频偏及信道的稳健估计。     

基于波达方向的Steiner多天线信道估计算法

针对多天线OFDM系统中时域信道训练符号采用非正化的数字序列 而导致其矩阵求逆运算计算复杂度高的问题,采用多用户CDMA系统上行链路的信道训练符号设计方法,提出了多天线Steiner信道估计方法。该方法通过时域途径设计的训练符号,使所有发射天线的训练符号矩阵成为一个循环矩阵,从而接收机可用离散傅立叶变换矩阵进行对角化,避免了信道估计矩阵求逆运算。同时,根据Steiner初始信道估计分离出每条路径的有用信息,再用每条路径的空间冲激响应来估计该路径信号的波达方向(Direction of Arrival,DOA),去除天线间接收信号的相干性,有效地利用空间信息提高Steiner信道估计的精度。实验结果表明,通过估计接收信号在每个接收天线上的波达方向角,基于波达方向的Steiner估计算法,在QPSK调制模式下获得了近0.5dB的性能提升,而在16QAM调制方式下可获得近2dB的信噪比增益。     

基于椭球基扩展模型的OFDM快变信道估计仿真

在无线正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中,快速时变信道带来的子载波间干扰(intercarrier interference,ICI)影响子载波间的正交性,严重恶化系统性能.由于信道在一个OFDM符号期间内就发生变化,导致信道的频域矩阵不再具有对角性,给信道估计带来新的挑战.为解决上述问题,针对快变信道情况下,利用椭球基扩展信道模型,采用频域插入优化的梳状导频的方法,基于改进的线性最小均方误差估计器(LMMSE)对快变信道进行估计,仿真结果表明,方法能够对快变信道进行准确估计,为信道均衡提供了良好的性能.     

ADSL-DMT系统的子信道均衡算法仿真

在采用离散多载波调制(DMT)的ADSL中,需要使用均衡技术来缩短信道的响应时间,从而使系统发端可以采用长度较短的循环前缀来消除码间干扰。但传统的均衡算法复杂度高且对所有子信道做统一处理,限制了系统性能。针对这一问题,该文介绍了一种改进的结构———每个子音频信道上使用一个多抽头的频域均衡器,并通过仿真分析得到,该均衡器能够实现各个子信道的信噪比最大化,从而在相同传输条件下提高了系统容量,降低了系统对同步时延的敏感度,最后分析总结了该均衡器的简单初始化方法。     

地空信道下基于OFDM/OQAM系统的信道估计研究*

针对地空信道时变快,正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统存在固有干扰的问题,提出一种信道估计算法。该信道估计算法包含一种新型的梳状导频结构和一种改进的线性插值算法。提出的新型梳状导频通过将导频周围数据置零来消除系统的固有干扰和减小子载波间干扰对信道估计的影响,且导频分布在整个时间轴上,因而可以较好的跟踪信道状态;改进的线性插值算法通过在时域插零,来减小信道噪声和系统干扰对信道估计的影响。仿真结果表明,提出的梳状导频相比于传统梳状导频具有较好的优势,可有效提高系统的抗误码性能;改进的线性插值算法相比于传统插值算法可有效提高系统的可靠性。     

一种低复杂度的载波偏移估计算法

针对载波偏移引起OFDM系统的严重子载波干扰和性能下降这一问题,提出一种在承载数据子载波中间插入不承载数据的子载波的算法,算法是通过从时域OFDM符号的前半部分和后半部分的相位差获取频率偏移的信息来估计频偏的。这种算法不仅计算复杂度较低,而且估计准确,在多径信道条件下频偏校正后系统的性能能基本接近信道理想估计条件下的误比特率。     

基于VC的MIMO-OFDM系统的子空间半盲信道估计

传统的子空间盲信道估计收敛速度缓慢且需要大量接收信号才能保证估计性能良好,就此问题提出了一种新的基于虚拟载波（VC）的MIMO-OFDM系统的盲信道估计算法。该算法是传统子空间算法与块矩阵思想的结合,在每个OFDM符号中提取一组子矢量来降低维度。而后又在盲信道估计算法中加入导频序列形成新的半盲信道估计算法。通过计算机模拟仿真发现,新提出的盲信道和半盲信道估计算法在信道估计性能和收敛性方面均表现较好。     

MIMO-OFDM系统信道估计器的导频间隔优化设计

研究了导频子载波方式下,信道相干带宽、多普勒频移和信噪比对信道估计器的最优导频间隔设计的影响,以确定最优导频间隔。实验结果表明,要达到相同误码率性能,相干带宽越小的信道对应的信道估计器所需的最小导频间隔越小,而且在信道信噪比较低时,误码率不随导频间隔增加而线性增加,因此存在不为最小值的最优导频间隔。导频子载波方式适用于高速移动通信的最佳导频位置方式。     

Analog study of near-field focusing and subwavelength imaging with nonlinear transmission-line metamaterial

In this paper, we report an analog study of realizing near-field focusing and near-perfect imaging at harmonic frequencies using a two-dimensional （2D） left-handed nonlinear transmission line （LH NLTL） meta- material. Firstly, we give a detailed procedure of designing LH NLTL and right-handed （RH） transmission line media that match with each other at harmonics. Then, through microwave circuit simulations, we observe strong surface waves at the boundaries between RH and LH NLTL metamaterials, which are consistent with the theoretical analysis of an LH linear superlens. Finally, we show that the LH NLTL metamaterial can act as a flat nonlinear lens that can create, with a Subwavelength resolution, an image of harmonic fields of the source which is opaque at the fundamental frequency.     

一种改进的OFDM符号定时同步算法

针对先前一些算法存在定时模糊以及干扰峰峰值较大的问题,提出了一种改进的OFDM符号定时同步算法。分析了先前算法问题产生的根源,设计了两种同时具备频偏估计能力的新训练符号,并给出了相应的定时尺度函数。对新算法的定时尺度函数进行了分析,得知它的定时尺度非常尖锐,几乎不存在干扰峰,而且不受循环前缀长度的影响。仿真结果表明新算法克服了已有算法的缺点,有效地提高了定时估计的精度。当信噪比大于5dB,在加性白高斯噪声信道下定时估计的均值与方差都为零,可以实现精确的定时同步。     

无线局域网中一种改进的频域信道竞争机制

针对现有无线局域网信道接入机制开销较大、高密部署场景下站点碰撞频繁的问题,提出一种基于频域竞争的改进机制混合频域竞争(HFCC)。首先,将用于频域竞争的正交频分复用(OFDM)符号中的子载波分类为竞争子载波和信息子载波;其次,每次信道接入均采用两轮信道竞争,必要时开启成功竞争信道确认;最后,利用单个OFDM符号反馈数据正确接收信息。理论分析表明,当网络中竞争站点(STA)较多(35个左右)时,与分布式协调功能(DCF)相比,HFCC站点碰撞概率下降幅度和系统吞吐量提升幅度分别为99.1%和73.2%;与现有频域竞争机制Back2F和REPICK相比,系统吞吐量分别提高了35.7%和75.2%。分析结果表明,HFCC可在降低开销的同时提高系统的强健性,适用于高密部署场景。     

基于正交频分复用调制的物理层并行插值加密算法

针对传统链路层安全机制不能从根本上保护无线通信系统信息传输安全的问题,提出了一种基于正交频分复用（OFDM）系统并行调制特性和物理层安全的并行插值加密算法。首先,根据OFDM系统调制的子载波数目确定插入符号个数,并通过密钥控制生成插入符号位置;然后,取出对应插入位置前后的原OFDM符号,并计算其平均值作为插入符号;最后,在反快速傅里叶变换（IFFT）后完成伪随机插值。与传统链路层安全机制相比,所提算法能实现调制符号整体加密,保证了信令、标志及数据信息的安全,并有效降低了算法实现复杂度。仿真实验结果表明,该算法能有效抵抗各种窃听攻击,对通信系统固有性能影响小,能较好地适应高斯信道和多径信道,且表现出一定的抗多径衰落能力。     

多节点AF协作通信系统中的信道估计方法

依据频率选择性衰落信道下基于正交频分复用技术的多节点放大转发协作通信系统,提出一种基于叠加导频的分段式信道估计方法。该方法采用双块状导频,分别记录级联链路和第2段链路状态信息,并估计相应的信道状态信息,计算出第1段链路信道状态信息。仿真结果表明,该方法能够获得2段链路的信道状态信息,减小信道估计导频开销和时隙周期,提高信道估计的实时性。     

PAM-UWB信号LS同步捕获技术研究

针对超宽带(ultra-wideband, UWB)信号的具体特征,利用近完美序列的相关特性,构造了一种训练序列;同时,在此基础上建立了最小二乘估计的UWB同步捕获算法。该算法只需要对按比特速率(几MHz到几百MHz)进行采样的结果做简单相关运算就能实现同步参数估计,与传统需要数GHz的采样率的同步算法相比,其大大降低了系统复杂度,运算量仅是传统算法的数千分之一,能够快速实现同步。仿真结果表明,该算法在密集多径信道模型下能精确快速地实现同步才甫获,使用12位训练序列就可实现优良的捕获性能和系统误符号率;当使用24位的训练序列时可以很好地逼近理想捕获情况下的系统误码率。     

Cyclic delay transmission for unique word OFDM systems

In this article, we propose a cyclic delay diversity （CDD） transmission scheme for unique word （UW） OFDM system, which is denoted as CDD-UW-OFDM. In our proposed CDD-UW-OFDM system, the first transmit antenna transmits a UW-OFDM and then, for every UW-OFDM block, the i-th transmit antenna transmits a cyclically delayed version of the symbols transmitted at the first transmit antenna. With this proposed CDD-OFDM system, each antenna transmission is a UW-OFDM. Also, at the receiver under a certain condition on the cyclic delay amounts, the received signal is equivMent to that of a single transmit antenna UW-OFDM transmission with a longer multipath channel. We design the lengths of UW and cyclic delays to achieve the full multipath and spatial diversities for the CDD-UW-OFDM system when the linear MMSE receiver is used. We then present some simulation results to illustrate the claimed performance of the proposed system.     

ALAVIT: An adaptive layered video transmission for wireless OFDM channels

It is well-known that the layered transmission for video bit-streams generated by a layered coding can gracefully accommodate the receivers' heterogeneity in wireless networks. In this paper, we propose a new layered video transmission scheme employing the subcarrier allocation based on the wireless channel characteristics of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) physical (PHY) layer, leading to an adaptive layered video transmission (ALAVIT). In our scheme, scalable video coding (SVC) is exploited to generate the layered video bit-streams; and the resulting base layer (BL) and enhancement layer (EL) bits are modulated differently to obtain their individual wireless symbols. According to the estimated channel characteristics described by the subcarrier channel gains of a connected wireless receiver, subcarriers with good channel quality are allocated to BL symbols for a better protection of these more important bits. In this unicast case, our ALAVIT scheme is demonstrated to provide a much better performance as compared to the state-of-the-art PHY layer techniques such as s-mod and MixCast. This framework is then generalized from unicast to multicast where the problem is formulated into an optimization involving the average bit-error-rate (BER) over all connected receivers. While the complexity of solving this problem remains extremely high for the current OFDM case of 64 or even more subcarriers, we demonstrate by using a case study of 8 subcarriers that the optimal solution indeed offers a better performance than the heuristic solutions.     

Space–time code selection for OFDM–MISO systems

In this paper, a space–time code selection technique for multiple transmit antenna OFDM systems is proposed, and a constant-rate transmission mode for the space–time code selection technique is introduced. Subcarriers are divided into subcarrier groups and a comparison of the equivalent SISO channel envelopes with a set of predetermined threshold levels for a central subcarrier of each group is performed at the receiver, which decides on the subcarriers to be used at each antenna and sends this information to the transmitter. The transmitter adjusts the space–time code to the number of selected antennas at each subcarriers group using four bits for feedback information per group. Simulation results show that the system performs well for a range of Doppler frequencies for correlated and uncorrelated channels, outperforming transmit antenna selection techniques and adaptive transmit antenna diversity systems for both variable-rate and constant-rate transmission modes.