正交频分复用通信系统中的快变信道估计

信道的快速变化导致正交频分复用通信系统(OFDM)载波间的正交性遭到破坏,从而产生载波间的相互干扰(ICI),传统的信道估计方法(不可虑ICI影响)不再适用。为此,Choi等人提出了相应的快变信道估计方法,但该方法计算量较大,且需要信道的统计特性知识,而实际信道的统计特性往往无法精确得到。Linartz等人证明:在大多数应用条件下,信道在一个OFDM帧周期内的变化近似满足线性特性。对OFDM系统的ICI特性进行了时域和频域两方面分析,并利用信道变化的线性特性,提出了一种新的快变信道估计方法,该方法具有计算量小、且不需要信道的统计特性信息的优点。文章还得到如下结论:与慢变信道情形不同,在信道快速变化条件下,当OFDM系统中的训练序列应分成许多长度相同的组,且这些组在OFDM帧中等间隔分布时,信道估计误差最小。     

时变衰落信道下的正交频分复用通信系统ICI消除

信道的时间变化使得正交频分复用通信系统(OFDM)载波间的正交性遭到破坏,从而产生载波间的相互干扰(ICI),导致系统接收性能明显降低。为解决这个问题,需对接收信号进行ICI消除,以恢复载波间的正交性。传统的ICI分析均在频域进行,在此基础上提出的ICI消除算法存在计算量大或频谱利用率低等缺点。为此,该文对ICI的产生机理和性质进行了时域和频域两方面的分析,在此基础上提出了一种高效ICI消除算法,即时域迭代消除法。理论分析和计算机仿真结果表明:该算法具有消除效果好、计算量小和频谱利用率高等优点。     

基于干扰温度限制的认知正交频分复用系统功率分配算法

在认知正交频分复用（OFDM）系统中,为避免对主用户（PU）的干扰,需要对认知用户（CU）基站的发射功率进行控制和分配。针对认知用户基站无法合理分配其发射功率及无法有效提高数据传输速率等问题,在传统注水功率分配算法的基础上,提出了一种双因子二分搜索最优化功率分配算法。该算法充分考虑认知用户信道上干扰温度的限制,首先,在满足总功率限制的条件下引入剩余函数;然后,利用剩余函数的单调性,通过双层二分搜索迭代方法求得拉格朗日因子的准确值;最后,通过拉格朗日因子的值求出各子信道上所分配的功率值。仿真结果表明,所提算法能有效利用主用户频带间的频谱空穴,在总功率限制和干扰温度（IT）限制下,最大化认知用户的数据传输率,其值逼近传统注水算法。同时该算法所得到的数据传输速率比总功率平均控制算法和干扰温度平均控制算法有明显的提高,在相同仿真环境下其传输总速率超出约4×105b/s。在迭代过程中所提算法处理时间较少,并体现出良好的鲁棒性。     

广义频分复用与正交频分复用的比较

广义频分复用是德国5GNOW项目组提出的一种5G物理层解决方案,采用的是非矩形脉冲成型。首先对GFDM基本模型进行研究,指出其本质是DFT滤波器组,然后分别用DFT滤波器组实现OFDM和GFDM多载波调制系统,分析三者间的联系与区别,突出循环卷积降低GFDM计算复杂度的特点。从CP加入方式和原型滤波器两个方面对GFDM和OFDM进行比较,指出GFDM使用更少的CP,提高了频谱效率。最后通过实验仿真,对二者的原型滤波器频域响应性能和SER性能进行比较,强调非矩形滤波器有更好的频域响应性能,GFDM的SER性能较差是因为放弃了子载波的严格正交条件,导致子载波间干扰增大。     

正交频分复用系统中的载波频偏估计方案

针对正交频分复用( OFDM)系统中模拟前端的非理想因素(包括载波频偏和I/Q失配等)对系统性能的影响,提出一种在频域对非理想因素进行载波频偏估计的方案。根据ECMA-368标准建立信号模型,在频域对3个连续前导符进行处理,并采用余弦函数算法与正切函数算法对载波频偏进行估计。仿真结果证明,与传统载波频偏估计方案相比,当噪声干扰或I/Q失配程度较大时,该方案仍具有较高的估计精度,增强了OFDM系统的鲁棒性。     

一种OFDM系统中ICI自消除的方法

为了有效消除ICI的影响,在Z-H的ICI自消除方法的基础上,提出以相位旋转为核心的ICI自消除方法。仿真结果验证了该方法的有效性。     

正交频分复用系统中载波频偏的估计

针对正交频分复用系统中非理想前端因素同时存在的情况,提出一种在I/Q失配存在的条件下载波频偏的估计算法。该算法利用三个连续的前导符在频域推导出两种不同估计算法,根据噪声及I/Q失配程度将载波频偏划分为两区间分别选用不同算法进行估计。仿真结果表明,该算法在频率相关和频率无关I/Q失配条件下均能有效地准确估计载波频偏。     

正交频分复用技术及其应用

简述了正交频分复用技术的发展及特点,论述了其原理及实现方法,构建了OFDM系统的实现框图,并进行了计算机仿真。最后介绍了几种典型应用。     

多频带正交频分复用系统的双载波32-QAM调制技术

四相相移键控信号（QPSK）和双载波调制（DCM）是目前使用在由ECMA-368标准所定义的基于多频带正交频分复用技术的超宽带无线电平台中的调制方案。为了传输高速率数据,ECMA-368可提供高达480Mb/s的瞬时比特率给媒体访问控制层。但由于无线电信道存在着不稳定因素致使数据包丢失,从而产生较低的吞吐量。提出一种高数据速率的双载波32-QAM调制方案,适合配置在现行标准的基础上提高系统吞吐量。     

OFDM系统中的窄带干扰抑制

正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）技术由于其对频谱的利用率高、抵抗多径的能力好等优势,已经成为了最常用的多载波传输方案。但是OFDM系统易受窄带干扰的影响,导致其系统误码率显著上升。针对这一缺点,提出了一种有效的窄带干扰消除算法。在频域对窄带干扰的参数进行高精度估计并根据估计的参数重建干扰,从而实现对干扰的准确消除。采用了最大似然估计法结合零填充插值法进行初步估计,避免了由于频谱泄漏导致的误判。利用初步估计出的频率变换接收信号的频率,应用加权相位平均算法来获得干扰频率的精确估计。利用仿真平台进行仿真建模,测试了不同干扰强度下系统的误码率性能。实验表明所提算法可以有效提升系统误码率性能,且受干扰强度影响不大。     

OFDM系统抗多普勒干扰的研究

针对频偏引起的正交频分复用(OFDM)系统中载波间干扰(ICI)的问题,提出一种改进的ICI自消除方案.它的基本方法就是通过旋转接收符号达到载波间的干扰抵消.分析结果表明,使用这个方案,在接收到的信号中所包含的ICI成份可以有效地减少,并且这个方案的载波干扰功率比(CIR)要比常规方案和其它相似的方案更好;同时,仿真结果显示误码率(BER)性能要比其它两个方案优越.因而可以有效地减少OFDM系统对频偏引起的ICI的敏感性,明显地提高系统的性能.     

OFDM系统中一种低复杂度的信道估计算法

提出一种适用于正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统的低复杂度信道时域响应估计算法.在发送端,算法基于最小均方误差(Mean-square error,MSE)准则以及给定的导频分布对导频功率及相位进行设计;在接收端,算法直接对接收到的导频符号进行求和,通过对求和结果进行简单加权后得到信道时域响应的估计.由于该算法在估计信道时只需进行很少量的复数乘法运算,因此接收端的计算复杂度非常低.理论分析与仿真结果表明,当信道时不变或慢时变时,该算法具有较小的估计均方误差.     

基于深度学习的OFDM系统窄带干扰消除方法研究

针对正交频分复用（OFDM）系统中的窄带干扰（NBI）引起的性能下降,提出了两种基于深度学习（DL）的窄带干扰消除结构。在两种结构中,首先分别对接收信号进行预处理,然后利用卷积神经网络（CNN）从时域上对经过预处理的数据进行特征提取并获得干扰估计,最后将干扰估计量从接收信号中消去。仿真结果显示,两种结构可以有效学习出OFDM系统中的窄带干扰,并提升系统性能。     

OFDM系统中子载波间干扰抑制算法的研究

针对频偏引起的正交频分复用（OFDM）系统中载波间干扰（ICI）的问题,为消除间干扰,提出了一种基于SSC—ASIZ方案的子载波间干扰抑制算法。为了更好地在接收端消除子载波干扰,发送端通过相邻子信道插零（ASIZ）算法对子载波进行分配;在接收端,针对发送端的特殊载波结构,通过接收符号移位抵消（SSC）算法来抑制对子载波的干扰。仿真结果表明,使用方案后系统信号干扰功率比（SIR）性能比常规系统提高了至少15dB,误码率（BER）性能也比其它方案优越,明显地改善了系统的性能。     

APSK调制在基于OFDM可见光通信系统中的性能分析

在基于正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的可见光通信(Visible light communication, VLC)系统中,发光二极管(Light emitting diode,LED)的非线性特性是影响系统性能的一个重要因素。为了减小LED非线性的影响,将幅度-相移联合键控(Amplitude-phase shift keying, APSK)调制与OFDM技术相结合的传输方式引入可见光通信系统中。本文介绍了APSK调制的原理及其在基于OFDM调制的可见光通信系统中的应用,建立了基于APSK-OFDM调制的可见光通信系统模型,并与常用的基于正交幅度调制（Quadrature amplitude modulation, QAM）的OFDM系统性能进行了对比。仿真结果表明,在OFDM系统中,如果信道是理想的,QAM调制的性能要比APSK调制的性能好;但当考虑到LED的非线性特性时,后者的性能要明显优于前者。     

SNR estimation algorithm based on the preamble for wireless OFDM systems

Based on the analysis of the performance of Boumard＇s SNR method for wireless orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） systems, a new estimation algorithm of the noise variance is proposed by only using the data samples of the two training symbols in the preamble, and the second order moment of these data samples is employed to estimate the signal power. The average SNR and the SNRs on the subchannels can all be estimated by the proposed algorithm, and its performance is independent of the channel＇s frequency selectivity. Simulation results show that the performance of the proposed method is highly improved and much better than that of Boumard＇s method.     

有限反馈MIMO OFDM系统公平性资源分配算法

针对多输入多输出正交频分复用(Multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统资源分配过程中信道信息反馈开销过大的问题,给出了一种基于有限反馈的公平性资源分配算法.该算法在发射总功率、目标误码率以及用户间比例速率约束条件下,以最大化系统和容量为目标,将相邻子载波分簇并反馈部分簇的信道状态信息(Channel state information,CSI),利用部分已反馈簇的信道状态信息CSI对未反馈簇的CSI进行估计,据此进行子载波簇、功率和比特三级分配.仿真结果表明,该算法在保证用户间比例公平性和系统和容量性能的同时,有效降低了系统的反馈开销,实现了系统性能与反馈开销的良好折中.     

一种适用于多小区的OFDM时间同步算法

在一些支持多小区的OFDM系统中,由于频域上训练序列在子载波的分配会导致时域的前导符号、或者本地生成的已知序列出现周期性,使得时域互相关出现伪峰.这会极大的增加同步误判的概率.分析了伪峰出现的原因,并根据时域相关的原理,提出了一种新的用于无线通信环境下的时间同步算法.先对时域接收信号做预处理,然后对处理过的信号用相关进行时间同步.在不损失同步性能的情况下,极大的缩短了相关长度,降低了同步运算量.仿真结果表明,在高斯和多径衰落信道下,提出的方法均有很好的同步性能.