Costas序列在多用户雷达系统中的应用研究

讨论了跳频码的构造与性能,着重介绍了Costas序列的结构,用Costas序列设计跳频码能获得理想的自模糊和较好的互模糊性能.建立了跳频扩频信号的数学模型,给出了子脉冲正交的条件.论述了Costas序列的自(互)相关特性,给出了置换序列互相关函数的实用性质及模糊函数的求取算法,并进行了性能仿真,研究了Costas序列互模糊函数的特性,阐述了多用户系统中减小用户间相互干扰的方法.     

OFDM系统中峰均比降低的次优化循环移位序列方法

部分传输序列（PTS）方法需遍历所有的可选相位因子,这样的计算量随分割子序列数按指数增长。本文在对循环移位PTS方法 (PTS/CSS) 和次优PTS方法 (sub-OPTS) 进行研究的基础上,提出了一种减少计算复杂度的次优化时域循环移位序列方法（sub-OPTS/CSS）。该方法用快速傅立叶变换（FFT）的时域循环移位特性增加更多备选信号;且仅对变换后的部分备选信号进行相位优化。同时,将其与已有的一些方法的备选信号、冗余比特数、运算量进行了分析和比较。理论分析和仿真结果表明,当使用相同的分割子序列数和相位旋转因子时,sub-OPTS/CSS方法降低PAPR的性能稍次于PTS/CSS方法,但搜索最佳相位时的计算量减少了一半;sub-OPTS/CSS方法降低PAPR的性能要优于sub-OPTS方法。      

基于正交多相序列的OFDM信道估计算法

提出了一种基于正交多相序列的OFDM信道估计算法。该算法采用相关性能良好的正交多相序列作为发送信号的循环前缀,在接收端,提取循环前缀,进行相关计算,最终得到系统频域响应的估计值。通过仿真,验证了在多径衰落信道中,提出的算法比频域梳状导频插入的时域滤波算法及采用小m序列作为循环前缀的信道估计算法具有更高的信道估计精度。     

一种基于加权CAZAC序列的OFDM系统同步方法

针对突发分组模式的OFDM传输系统,提出了一种基于加权CAZAC序列的OFDM系统同步方案,在时域实现了符号定时和频偏估计。仿真结果显示定时精确稳定,频偏估计范围大、均方差小,在低信噪比和量化后表现优异,减小了硬件设计的复杂性。     

多天线系统及其在OFDM系统中的应用

利用配置多个天线实现高速可靠的通信是当今无线通信领域研究的热点之一。本文介绍了具有多个天线系统的几种不同构成方式，从系统误码率和频带利用率两个方面讨论了不同构成方式对系统的改善。同时，对多天线技术应用于正交频分复用(OFDM)系统的性能进行了分析，并给出了频率选择性瑞利衰落信道中最优译码算法下的系统性能比较。仿真结果表明，多天线OFDM系统既保持了OFDM抗频率选择性衰落的特点，又能够改善系统的误码率性能，提高频带利用率。     

叠加弱能量序列的OFDM系统时频同步方法

 本文提出一种使用叠加的、弱能量序列进行时间同步和频偏估计的方法,其中所构造的训练序列具有低/零自相关性及弱能量性能,该序列被叠加在信息符号上并仅分配发射机总能量的4.1%;传统利用循环前缀信息估计频偏范围只局限于0.5内,该法使频偏估计范围可达到1,在利用本地序列与接收信号的相关性后可使整个频偏估计范围达到1/4带宽.理论和仿真表明,该法具有比常规算法更优的时间估计精度和频偏估计范围.     

OFDM技术在无线通信系统中的应用

给出了OFDM在无线个人域网、局域网、城域网和广域网中的典型应用,并对其系统参数的取值方法进行了比较。     

OFDM系统中基于PN序列的迭代相关检测信道估计

提出了一种基于PN序列进行时域迭代相关检测的信道估计算法,在典型信道下,采用该算法后系统的误码率性能优于传统的频域导频系统.PN序列还可以用于多用户检测、频偏估计和定时同步,因而OFDM系统中使用PN序列的帧结构可以减少系统资源开销,提高频谱利用率.     

Costas序列在雷达信号设计中的应用研究

阐述了Costas序列的代数结构及其特点,分析了常用雷达信号,如线性调频脉冲信号、非线性调频脉冲信号等的模糊函数,文中指出当雷达信号使用Costas序列的构成方法形成跳频扩频的信号时,将获得理想的模糊函数性能,即同时获得极好的距离分辨率和速度分辨率。文中建立了多目标散射、多径衰落和加性高斯白噪声信道的数学模型,并介绍了多目标散射、多径衰落和加性高斯白噪声信道的雷达信号设计方法,最后给出了计算机仿真结果。     

OFDM系统数据与训练序列的一种分离技术

在采用部分功率训练序列同步的OFDM系统中[1],训练序列会对OFDM承载用户数据的检测造成严重干扰.本文针对每个无线分组包中只有一个OFDM符号,即训练序列和用户数据同时在一个OFDM符号时间内发射,提出一种抑制训练序列干扰的方法,在接收机中分离训练序列、OFDM承载的用户数据.在室内多径衰落信道的条件下,本文分析和仿真了训练序列和OFDM承载用户数据的分离性能,结果表明,分析与仿真结果相近,分离效果明显.     

Ambiguity function of interpulse Costas FH radar signal

A new radar waveform utilizing Costas sequences and interpulse Frequency Hopping (FH) technique is developed, which is a good high range resolution radar signal. The interpulse Costas FH coherent pulse train is introduced and the system block diagram using the interpulse Costas FH waveform is given. In the paper, ambiguity function is employed to study interpulse Costas FH radar. The mathematical expression of the ambiguity function for this waveform is derived. The advantages of the waveform are interpreted by computer simulation.     

OFDM系统中对最大似然算法频偏估计的改进

深入研究了基于循环前缀(Cyclic-Prefix,CP)的最大似然算法(ML)算法。针对这个问题,对基于CP的ML算法做了如下改进,改进的算法同时对连续3个符号进行ML估计。符号定时同步时,当前符号同步信息能够通过前面2个符号的同步信息得到校正。在进行频偏估计时,通过使用观察窗,在窗口内进行连续频偏值的均值运算,对频偏估计值误差进行矫正。     

正交频分复用技术原理分析

通过建立连续时间模型和离散时间模型,对OFDM的原理进行了详细推导与分析,并得出结论：当循环前缀的长度大于信道频率响应的时间宽度,以及在OFDM符号持续时间内信道衰落近似为常数时,OFDM系统可以看作是一组并行高斯信道。这样就大大简化了接收机均衡器的设计。文章还从时间-频率的角度对OFDM做出了解释,并对OFDM信号的产生方法进行了归纳总结。     

正交频分复用系统中同步位置估计方法的研究

从正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术的角度出发,提出了一种基于循环前缀(cyclic prefix,CP)的OFDM同步位置估计方法[1],旨在接收到CP后能启动同步估计,然后将循环前缀等分为两段信号,比较分段信号的信噪比(signal-noise ratio,SNR),并采用递归二等分的方法得出OFDM有效数据符号的同步起始位置,计算简单,同步速度快。通过仿真论证发现,本文提出的方案较常规方案精确度更高。     

OFDM系统中多普勒频偏估计技术仿真研究

研究了移动信道中的最大多普勒频移估计技术。分析了一种基于循环前缀的多普勒频移估计算法,该算法通过计算正交频分复用（OFDM）符号已有的循环前缀的相关函数来获得最大多普勒频移。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,比较了各个算法的性能。仿真结果表明,利用多普勒分集技术,可以显著降低误码率,提高系统在移动环境下的性能。     

一种循环前缀为PN序列的OFDM信道估计算法

与传统的正交频分复用（OFDM）频域信道估计方法不同，提出了一种循环前缀为PN序列的OFDM信道估计方法：在时域OFDM符号中不插入传统意义上的循环前缀，而是插入PN序列作为训练序列，将PN序列与对应的接收序列作圆周相关处理获得信道频率响应估计；而由于PN序列周期性出现，它也起到了循环前缀的作用。仿真结果表明：在多径瑞利衰落信道中，在相同信噪比和相同信道利用率的条件下，提出的算法比频域梳状导频插入的时域滤波算法具有更高的信道估计精度。     

利用重复序列和循环前缀的OFDM频率同步新方法

频率同步是OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统的关键技术之一.使用重复的PN(pseudo-noise)序列和循环前缀作频率同步的新方法,与仅利用重复PN序列的Tufvesson原方法相比,有估计精度高和范围大的优点.分析了新方法的估计精度,给出了新方法与原方法相比较的性能增益.理论分析结果和仿真结果非常吻合,证明了分析的正确性.     

基于循环前缀的OFDM系统频偏自适应跟踪算法

为了减小正交频分复用系统受频率偏差的影响,本文提出了基于循环前缀的频偏自适应跟踪算法,该算法利用循环前缀,对载波频偏进行跟踪.文中用最陡下降法和变步长自适应算法进行了计算机仿真,给出了频偏跟踪曲线和BPSK的星座图.理论分析和仿真结果表明,本文提出的方法运算复杂度低,并具有较好的收敛性,能够改善解调性能.     

Phase Noise Spectral Limits in OFDM Systems

OFDM is recognized to be one of the best transmission techniques for wideband wireless communication systems. However, it exhibits two main drawbacks: its large amplitude fluctuation and its sensitivity to phase noise. Here we consider the phase noise impairments, taking care of the phase noise spectrum, which diverges form the classical Wiener model as the carrier frequency increases. Moreover, we show that the phase noise distortion can be decomposed in two terms, one dependent on the symbol under detection and the other dependent on the symbols of adjacent subcarriers, so that the performance degradation depends on both the constellation used in each subcarrier and the phase noise spectrum. As a consequence of this new results, the penalty due to phase noise expressed in terms of the average signal/noise plus interference ratio is not applicable in the case of modulations with non-constant amplitude constellations, such as 16- or 64-QAM. The method proposed here achieves a good accuracy, while keeping a low computational complexity, and it is confirmed by simulations. Roberto Corvaja was born in Padova (Italy) in 1967. He graduated at the Universisty of Padova in Electronic Enginering on 1990 and got his Ph.D. at the Univeristy of Padova in 1994. Since 1994 he is with the Dipartimento di Elettronica e Informatica of the University of Padova as a researcher and assistant professor on digital communications. Between 1994 and 1995 he spent 8 months at Hewlett-Packard Laboratories, Bristol (UK), working on equalization for a DECT receiver. His research activity in the past has regarded optical fibre communications systems and now is devoted to wireless communication systems. Silvano Pupolin was born in Venice, Italy, on February 17, 1947. He received the Laurea degree in Electronic Engineering from the University of Padova, Padova, Italy, in 1970. Since then he joined the Dipartimento di Elettronica e Informatica of the Universita' di Padova, where he currently is a Full Professor of Electrical Communications. He spent the summer 1985 at AT&T Bell Laboratories on leave from Padova, doing research on digital radio systems. He has been actively engaged in researches on digital communication systems since 1970. The topics covered has been: performance of baseband digital comunication systems, line encoding for spectral shaping, timing extraction, direct detection fiber optic system, spread spectrum communication systems, digital radio communications, with emphasis to the adaptive linearization of the High-Power-Amplifier. Actually, he is actively engaged in researches on digital radio, spread s pectrum systems, packet radio networks, personal communication systems and Cellular access to broadband systems for interactive communications. He is also National Project leader for a research on Personal Communication Systems. Dr. Pupolin is a Senior Member of IEEE and Member of AEI.