一种适用于宽带无线移动通信系统下行链路的TDS-OFDM发送方法

本文将主要介绍宽带无线城域网系统(BRadio)中下行链路的TDS-OFDM(时域同步正交频分复用)发送方法.TDS-OFDM是针对宽带无线传输信道设计的一种多载波调制方式,既适用于具有多径干扰和多普勒频移的地面数字电视广播传输信道,也适用于其他宽带数字传输系统.TDS-OFDM技术已经在地面数字多媒体/电视广播(DMB-T)传输系统中得到了应用,在此基础上,本文结合对已有的宽带无线移动通信系统的研究,对宽带无线移动通信系统的帧结构、OFDM符号组成、子载波分配方案进行了改进,使TDS-OFDM能够适用于宽带无线移动通信系统,满足其需求.     

新一代宽带无线局域网系统中的OFDM技术研究

无线局域网是一种高速的无线数据传输系统,其调制技术的选择非常关键。OFDM(正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术,适合在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中传输高速数据。他能有效地对抗多径效应,消除符号间干扰,对抗频率选择性衰落,而且信道利用率高。文中对OFDM技术在新一代宽带无线局域网无线接入系统中的应用进行了分析和研究。     

直接检测的光正交频分复用信号光纤传输系统实验研究

研制了直接检测的光正交频分复用(OOFDM)光纤传输实验系统.实验中产生了2 Gbit/s的正交相移键控(QPSK)、正交频分复用(OFDM)光信号,并成功地在标准单模光纤中传输了200 km.测量得到在误码率为10-6时,单模光纤传输200 km后的功率代价小于2 dB.比较了光纤传输前后OFDM信号的波形、频谱以及星座图,发现光正交频分复用信号能很好地抵抗光纤中的色散效应.     

面向车联网通信的OTFS信号检测算法综述

车联网(Vehicle to Everything, V2X)通信被认为是未来无线通信网络最重要的应用之一。然而,车辆在高速移动时引起的高多普勒频移会严重恶化V2X通信链路的性能。正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制技术可以将时间和频率选择性信道转换为时延-多普勒(Delay-Doppler, DD)域的非选择性信道,从而显著提高无线通信系统在高移动性场景下的性能,在V2X通信中具有重要的应用价值。但OTFS调制技术极大地增加了系统接收端的复杂度,研究低复杂度信号检测算法成为了新一代无线通信系统采用OTFS调制的关键问题之一。为此,综述了面向车联网V2X通信的OTFS信号检测算法。首先介绍了OTFS系统模型,然后概述了现有的低复杂度OTFS信号检测算法,并将其分为线性检测算法、消息传递(Message Passing, MP)检测算法及其改进算法、基于神经网络的检测算法3类,最后探讨了V2X通信中OTFS信号检测目前所面临的技术挑战与未来的发展趋势。     

基于短波通信的OTFS波形应用研究

短波通信带宽受限,容易受到多普勒效应的影响,从而影响传统单/多载波波形的传输性能。正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)是近年来涌现的新型传输波形,能够适用于高多普勒扩展的无线传输场景。进而,基于短波信道首次验证了OTFS波形的传输能力,在发射端提出了支持OTFS波形的信号发生机制,并在接收端实现了基于块最小均方误差的信号检测算法。最后,在典型短波信道条件下,通过计算机仿真,比较了OTFS和单/多载波波形的传输性能。结果表明,OTFS波形在高多普勒扩展下具有性能优势,从而验证了OTFS波形在短波通信中的应用潜力。     

OTFS技术研究现状与展望

正交时频空（orthogonal time frequency space,OTFS）技术是近年来出现的一种新型多载波调制技术。在 OTFS 技术中,数据信号在时延—多普勒域产生,经过逆偶有限傅里叶变换实现信号的时频二维扩展,以解决正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）技术在时频双选信道下干扰严重的问题。介绍了OTFS技术的基本原理,通过仿真验证其相比于OFDM技术的优势。对其研究现状进行分析总结,指出 OTFS 技术中的多址接入、信道估计和线性接收机等研究方向目前有待解决的问题。对 OTFS 技术在雷达—通信一体化系统中的应用前景进行分析和展望。     

OFDM-CPM-LFM雷达通信一体化信号研究

针对雷达通信一体化信号雷达、通信性能无法兼顾的问题,提出了OFDM-CPM-LFM雷达通信一体化信号.首先,通过连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)对线性调频信号(Linear Frequency Modulation,LFM)进行调制,降低信号模糊函数旁瓣提高雷达探测能力,在动态调制指数下均衡一体化信号性能;然后结合正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)提高通信传输速率,通过增加循环前、后缀降低干扰影响保证通信性能;最后,利用模糊函数与误码率分析一体化信号性能.仿真结果表明,所提一体化信号在保证雷达探测性能同时,能够实现高效通信,且误码率在信噪比10 dB时可达到10^-5以下.     

多普勒频移对预均衡OFDM系统的性能影响

研究了在多径瑞利衰落环境中,多普勒频移对二进制相位调制时分双工(TDD)预均衡正交频分复用 (OFDM)系统的误码率性能影响。给出了存在多普勒影响的幅度相位预均衡处理的误码率解析表达式,并进行了计算机仿真,仿真结果和理论分析相符。对于TDD预均衡OFDM系统,多普勒效应导致了信道的时变,并使预均衡处理产生误差,且随处理时延的增大,预均衡系数误差越大,由此影响了预均衡系统的性能。提出了采用维纳预测滤波器的方案以改善存在多普勒频移的预均衡OFDM系统的性能。     

一种新的地面数字多媒体/电视广播传输系统

针对传输信道线性时变的宽带传输信道特性，设计了一种时域同步正交频分复用（简称TDS－OFDM）的多载波调制方式。这种调制方式既适用于具有多径干扰和多普勒频移的地面数字电视广播传输信道，也适用于其它宽带数字传输系统。为了进一步提高传输效率，提出的地面数字多媒体／电视广播DMB－T传输系统还采用了最新的纠错编码和交织编码技术，在额定的8MHz带宽中，净载数据传输率可达32．511Mbps。     

正交频分复用技术及应用研究

正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Modulation)是频分复用（FDM）技术的一种，是多个正交子载波调制技术，特别适合存在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中进行高速数据传输。     

基于Jake信道模型的单载波与OFDM系统性能比较

在介绍正交频分复用(OFDM)系统与单载波频域均衡系统原理基础上,针对第四代移动通信系统中无线传输中由时变多径时延扩展和Doppler频移所引起的符号问干扰ISI,在上行链路中采用单载波调制及频域均衡。依据IEEE WorkingGmup802.20的草案及根据改进的Jake信道模型,选用QPSK、4QAM、64QAM等调制方式对单载波系统进行仿真,并与OFDM系统进行性能比较。结果表明,该方案性能与OFDM系统相当,同时有效地克服了OFDM系统的缺点。     

基于正交频分复用(OFDM)的航空移动通信多普勒效应研究

OFDM由于其自身的技术优势使其在未来的航空移动通信中将占有重要的地位，但其中存在的多普勒(Doppler)频移将会对系统的性能产生极大的影响．本文在介绍OFDM基本原理的基础上，分析了OFDM技术在现代航空移动通信中应用时产生的Doppler，并提出了采用相邻的子载波共同传输同一符号的方法，力图减小Doppler的影响．经过计算仿真表明，通过采用上述新方法，可以有效的克服Doppler的影响，提高OFDM系统抵抗Doppler频移的性能．     

高速移动通信系统中OTFS信道估计算法研究

针对高速移动环境中双色散信道会出现信道估计可靠性下降的问题,该文在正交时频空(OTFS)调制系统的输入-输出模型中提出一种基于压缩感知的信道估计算法。该算法利用信道中最大多普勒频移和最大时延确定导频发送矩阵的大小,相比传统的正交匹配追踪(OMP)信道估计算法,能够在保证相似信道估计准确度的情况下节省导频资源;并在此基础上,对OTFS调制符号做相位旋转,增加差分矩阵的秩,理论分析和仿真结果表明,该方案能够提升OTFS系统的分集阶数进而降低噪声的干扰。     

OTFS系统中基于最小多普勒间干扰的导频设计

正交时频空(OTFS)调制系统能够改进时变频选信道的错误概率,但是目前只是简单地采用矩形导频。文中在OTFS系统中一种基于冲激的信道估计模型的基础上,优化其导频图案。在固定导频开销的约束下,最小化多普勒间干扰,也即是最大化被估计的信道平均功率。经论证,该优化问题可以转化为一个经典的背包问题,并可以通过贪心算法求解。仿真结果表明,文中经过优化的导频图案与原矩形导频图案相比,相同的导频开销下,具有更低的均方误差和误码率。     

直调型正交频分复用多模光纤链路性能研究

正交频分复用(OFDM)技术可应用在多模光纤(MMF)通信系统中实现短距离高速信息传输.文章提出利用光学角谱法计算MMF模式色散,结合OFDM原理构建直接调制型MMF传输的理论模型,并且数值分析了传输速率和误码率(BER)等系统重要性能指标.计算结果表明,系统接收机BER为10-3时,对应同步光纤网络中的信号带宽标准OC-768(40 Gbit/s)信号,其传输距离可达2.5 km以上.     

一种超高速移动图像传输系统的研究与仿真

针对超高速移动场景下进行图像传输的应用需求,提出了一种适用于多普勒多径信道条件的宽带无线传输系统。分析了低空航行信道模型的特点,基于时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术,合理设计帧结构,采用低码率的短低密度奇偶校验(LDPC)码进行信道编码并使用正交相移键控(QPSK)调制,结合信息辅助抗多普勒频移(IAADO)方法,并对双伪随机噪声(PN)帧结构的信道估计与均衡策略进行理论推导与改进,设计出能够适应多普勒多径信道条件的基带传输系统。在计算机仿真中,本文提出的信道估计改进算法获得了0.1 dB的性能增益,该传输系统在带有1 kHz多普勒、莱斯因子为10 dB的6径信道下,利用10 MHz带宽传输3 Mbps的速率,在信噪比为-1.1 dB时达到10-4以下的误比特率,能够满足超高速移动场景下图像或者视频的传输需求。     

高速移动通信系统中OTFS信道估计算法研究

针对高速移动环境中双色散信道会出现信道估计可靠性下降的问题,该文在正交时频空(OTFS)调制系统的输入-输出模型中提出一种基于压缩感知的信道估计算法.该算法利用信道中最大多普勒频移和最大时延确定导频发送矩阵的大小,相比传统的正交匹配追踪(OMP)信道估计算法,能够在保证相似信道估计准确度的情况下节省导频资源;并在此基础上,对OTFS调制符号做相位旋转,增加差分矩阵的秩,理论分析和仿真结果表明,该方案能够提升OTFS系统的分集阶数进而降低噪声的干扰.     

基于数据样本方差的正交频分复用水声通信多普勒频移估计方法

针对正交频分复用(OFDM)水声移动通信易受时变多普勒频移影响的缺点,该文提出一种基于数据样本方差的多普勒频移估计方法。利用前序符号的信道估计值恢复当前符号的有效数据序列及其频域分集副本,计算分集副本与数据序列的比值并搜索该比值序列在不同多普勒补偿因子下的方差,选取方差最小时对应的补偿因子作为多普勒频移估计值,利用稀疏贝叶斯学习和判决反馈信道估计算法获得修正后的信道频域响应并传递给后序符号,实现对多普勒频移的实时跟踪。数值仿真验证了该方法的可行性和优越性,海上试验证明,该方法实现了基于无人水下航行器的OFDM水声移动通信,能够对时变多普勒频移进行有效估计。     

基于深度学习的ACO-OFDM自由空间光通信中信号检测

针对自由空间光通信(free-space optical communication, FSO)系统中大气湍流引起的光强起伏闪烁效应对正交幅度调制(quadrature amplitude modulation, QAM)信号影响很大,缺少实时信道信息时的最大似然(maximum likelihood, ML)检测器性能较差问题,本文提出了一种基于深度学习(deep learning, DL)的信号检测器。其网络框架采用了一个具有全连接层的深度学习神经网络(deep-learning neural network, DNN),实现了无导频的ACO-OFDM空间通信系统中信道盲估计、信道均衡和信号解调。仿真结果表明：在中强湍流大气信道下训练的DNN检测器,8QAM、16QAM和64QAM等调制信号解调的误码率分别可以下降到在2×10^-5、5×10^-5和5×10^-4左右,具有优越性能和鲁棒性,能较好抑制大气湍流引起的信道衰落。     

移动通信无线信号在高速公路隧道覆盖技术

本文通过对移动通信无线信号传播特点的分析，结合高速公路无线信号覆盖的特点。通过对高速公路隧道无线覆盖各种场景的分析，设计出了高速公路各种隧道场景下的移动通信对应的实施方案。对高速环境下信号覆盖的、重点、难点问题进行分析，提出高速公路移动通信无线信号的场强问题、切换问题、多普勒频移问题，并提出了解决方案。