一种三维信号映射单载波频域均衡结构及性能

为了降低传统采用循环前缀的单载波频域均衡系统的误符号率,文中提出了一种采用三维信号映射的单载波频域均衡结构.该结构使用三维信号映射替代传统的二维信号映射,然后把三维信号转换为传统的二维信号,由于只改变了符号映射部分,因此很容易替换原始单载波频域均衡结构.仿真结果表明,该结构在加性高斯白噪声及多径信道下都有着比传统二维信号映射的单载波频域均衡系统更低的误符号性能,非常适合要求低功率发射的系统.     

基于Turbo码的OSS-SC-FDE系统

通过仿真做出单载波频域均衡(SC-FDE)系统,基于最优信号子空间的单载波频域均衡(OSS-SC-FDE)系统和应用Turbo码的两种系统的性能分析及通过不同调制方式达到基本相同的传输速率条件下的性能分析.从仿真结果可以看出,引入Turbo码后,两个系统性能都有明显改善,而OSS-SC-FDE系统比SC-FDE系统性能更好.因此通过利用信道状态信息(CSI)来选取最优信号子空间的单载波频域均衡技术,并引入Turbo码后可大大改善信号的传输性能.     

采用反馈滤波器组的单载波迭代均衡接收机

针对宽带无线通信中信道的多径效应问题,提出了一种采用反馈滤波器组的单载波迭代均衡接收机。首先,利用多径时延带来的信号分集,设计接收机的反馈滤波器组和前馈滤波器,反馈滤波器组的主要作用是尽可能消除不同时延信号间的符号间干扰,前馈滤波器的主要作用是将经过干扰消除后的多路信号进行分集合并;然后,利用最小均方误差准则,联合优化滤波器系数,得到最优解,实现多径信号的最佳分离和分集合并效果;最后,估计滤波器系数中的相关系数,并对均衡信号循环前缀部分进行最大比合并,增大信号信噪比。仿真结果表明：与现有的单载波迭代均衡接收机相比,该接收机在信道长度不超过循环前缀长度的情况下,当误比特率为10~(-5)时,第一次迭代后性能改善0.5dB,且随着迭代次数的增加性能更快逼近匹配滤波界;在信道长度超过循环前缀长度的超大时延扩展的情况下,有效消除误比特率及误帧率“平台效应”,且当误比特率为10~(-5)时,两次迭代后性能改善4dB,逼近匹配滤波界。     

一种半盲联合信道估计与均衡单载波相干水声通信接收机

基于Gibbs采样技术,设计了一种新的半盲联合信道估计与均衡单载波相干的水声通信接收机.首先,通过在数据帧前加入具有循环结构的训练序列估计信道,针对水声信道的稀疏特点,采用迭代稀疏最小化(sparse learning via iterative minimization,SLIM)算法提高低信噪比下的信道估计精度,得到信噪比精确的估计.其次,在数据帧处理中,基于水声信道的时变特点,将数据帧分成特定长度的重叠块进行处理.在重叠块中基于之前得到的信道估计结果,采用Gibbs采样技术得到发送信息的最大后验概率(maximum a posteriori,MAP),同时利用新获得的信息更新信道,跟踪信道的变化.对厦门港海域获得的10km海洋试验数据进行了处理分析,结果表明:相较传统频域线性均衡和时域的判决反馈(decision feedback equalizer,DFE)算法,该算法的鲁棒性强,误比特率显著降低.     

分数阶域噪声预测判决反馈均衡方法的研究

针对单载波频域均衡中噪声预测判决反馈均衡结构,介绍了一种基于独特字块结构的分数阶域噪声预测均衡方法,即将接收端的时域信号转换到分数阶域实现噪声预测判决反馈均衡。分数阶域的判决反馈均衡在保持前馈与反馈部分相互独立的同时,还利用了分数阶域信号的灵活性使均衡效果更好;与此同时,利用独特字的已知特性,在接收端将独特字和有用数据分开,再进行分数阶域均衡处理,恢复出原始数据。仿真结果表明,基于独特字的分数阶域噪声预测判决反馈方法相比传统基于循环前缀的均衡方法性能有很大提升。     

单载波系统迭代频域均衡技术及优化传输

针对码间干扰信道下的单载波通信系统,提出一种低复杂度、适用于任意高阶调制、基于线性最小均方误差准则的迭代频域均衡(FDE)算法,并引入信噪比-方差演进技术来预测迭代系统性能。基于信噪比-方差演进原理,对发射信号频谱进行整形优化,设计一种在频域可以快速实现的循环预编码。该预编码的引入既不增加循环前缀的所需长度,也不增加接收机端的均衡复杂度。仿真结果表明,循环预编码优化后系统所需的发射功率可以降低1～3dB。     

单载波系统迭代频域均衡技术及优化传输

针对码间干扰信道下的单载波通信系统,提出一种低复杂度、适用于任意高阶调制、基于线性最小均方误差准则的迭代频域均衡(FDE)算法,并引入信噪比-方差演进技术来预测迭代系统性能。基于信噪比-方差演进原理,对发射信号频谱进行整形优化,设计一种在频域可以快速实现的循环预编码。该预编码的引入既不增加循环前缀的所需长度,也不增加接收机端的均衡复杂度。仿真结果表明,循环预编码优化后系统所需的发射功率可以降低1~3 dB。     

宽带无线通信的单载波频域均衡技术研究

无线环境下,宽带通信面临严重的多径衰落问题.多径时延扩展到数+到数百个符号,造成严重的符号间干扰.单载波频域均衡(SC-FDE)是解决宽带无线通信系统中多径衰落问题的一个方案.文中探讨了SC-FDE系统的组成结构和处理流程,将SC-FDE与目前被广泛关注的OFDM进行了对比.SC-FDE是一种单载波体制,可在采用高效频域均衡算法的同时保留传统单载波系统的成熟技术.研究了如何将单载波系统中成熟的锁相技术和OFDM的帧同步算法应用于SC-FDE.最后分析了SC-FDE信道估计与均衡算法;通过仿真对SC-FDE的性能进行了验证.结果证明了SC-FDE对抗多径衰落的有效性.     

重叠保留最小均方误差块线性均衡和块噪声预测算法

针对以往频域均衡器无法直接应用重叠保留法的问题,提出了重叠保留最小均方误差块线性均衡和块噪声预测2种算法.在设计线性均衡器时,有效抽头被限制在一定范围内,避免了在采用重叠保留法时引入有色噪声,并且使得误码率曲线在高信噪比区域不会发生畸变.在分层检测时,使用块噪声预测以兼容重叠保留法,从而将前馈滤波器和反馈滤波器分解为2个相互独立的模块,同时前馈滤波器恰好等于线性均衡器,因此再将重叠保留法应用于前馈滤波中,获得低复杂度和高性能的双重效果.仿真结果表明,2种算法的误码率曲线在高信噪比区域不会出现反弹,而且与不使用重叠保留法的高复杂度算法相比,分别只有大约1dB和0.3dB的信噪比损失.     

一种雷达信号侦察处理器的设计与实现

研究一种基于FFT/IFFT、全FPGA实现、环形结构的电子战数字接收机信号处理器.该处理器由4片FPGA分别实现高速数据传输接口、FFT/IFFT运算及信号的时/频域检测,FPGA以分布式、多总线、并行、流水方式工作.可检测最多4个同时到达的脉冲雷达信号的载波频率及脉冲描述字等参数,当采用256 K(1 K=1024)点的FFT变换3、2 K点的IFFT变换时,检测出4个信号的典型用时约20 ms.由一块板卡完成了数据的接收、运算和时频域信号检测等工作.     

单载波频域均衡系统中的PN信道估计算法

提出了一种基于伪噪声（PN：Pseudo Noise）序列循环相关的信道估计算法,并将之应用于单载波频域均衡系统中。将新信道估计算法与2种典型的频域信道估计算法进行对比研究发现：新算法可更好的兼顾性能与计算复杂度。将新算法用于SC-FDE系统时,研究了基于干扰消除的接收处理流程,并提出了发送的所有PN导频序列都相同时的简化接收处理步骤。仿真表明：干扰消除流程和新的信道估计算法可以使系统性能接近信道完全已知时的系统性能。     

协作通信系统中的一种高效分集传输技术

研究协作通信系统中结合空时分组码与频域均衡的传输方案,采用判决反馈与干扰抵消等算法对该方案进行优化. 中继节点对发射信号进行空时分组编码后发送,接收机将收到的信号做快速傅里叶变换处理,再进行空间-频域的联合均衡,最后变换回时域判决,即可得到发送信息的估计结果. 该方案可获取中继提供的协作分集增益,且频域处理复杂度很低. 本文通过判决反馈和干扰抵消等信号处理手段降低均衡过程带来的信噪比损失,提高了该算法在协作通信信道下的传输性能,计算机仿真结果表明,当信噪比为12 dB时,新算法可将原算法的误码率从10-2以上降低到10-3以下.      

Single carrier frequency domain equalization and diversity combining for cooperative systems

A low-complexity single carrier frequency-domain equalizer(SC/FDE)and diversity combiningmethod for cooperative systems with demodulate-and-forward relaying over frequency-selective channels isproposed.At the relay nodes,linear SC/FDE is adopted and normalized correlation coefficient is intro-duced to derive an equivalent source-to-relay-destination(S-R-D)channel that is highlighted in thisstudy.At the destination,a joint SC/FDE and diversity combining receiver is proposed by utilizing the e-quivalent S...     

基于空时分组编码的OFDM系统频率分集方案

增加发送或接收天线的个数可以提高无线通信系统分集增益和性能,但通过增加天线个数往往会大大增加系统的尺寸和成本,尤其是对于接收端显然是不现实的.针对空时分组编码正交频分复用(STBCOFDM:Space-Time Block Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统提出频率分集方案,在相同符号错误率(SER:Symbol Error Rate)条件下,利用频率分集无须增加发送天线的个数.分析了该方案成对错误概率(PEP:Pairwise Error Probability)的上限值,给出了系统的编码增益和分集增益.结果表明,该方案可同时获得频率分集和空间分集增益.仿真实验证实了该方案在10-3符号错误概率条件下,与2发1收的STBC-OFDM系统相比,信噪比增益提高3 dB,与4发1收的STBC-OFDM系统具有几乎相同的误码性能.     

OFDM系统中基于跨层的TCP性能增强技术

针对高误码率及高中断率对无线TCP(Transport Control Protocol)的影响,提出了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统跨层TCP增强技术CLTCP(Cross-Layer TCP)。CLTCP利用链路级恢复和TCP冻结技术,提高了无线TCP性能;对于出错的无线帧,链路层能给予有限次的重传,以屏蔽TCP层对高误码率的感知;同时,为了保证出错帧在有限重传次数内被正确递交对端,链路层联合物理层采用自适应调制编码技术来提高重传帧的可靠性。对于无线链路长时间断连,CLTCP利用TCP源端冻结技术冻结RTO(Retransmission Time Out)值,以避免数据包连续超时造成的极大RTO,由此保证无线链路恢复连接后,TCP层能及时恢复工作。通过NS2(Network Semulation 2)软件仿真了多种无线TCP增强技术,并对仿真结果进行了比较和分析。仿真结果表明,CLTCP的吞吐量较Snoop技术最多可提升33%,并同时节省约38%的带宽。     

采用UW帧结构的SC-FDE同步问题分析

介绍了采用已知序列UW（unique word）帧格式的单载波频域均衡（single carrier system with frequency domain equalization,SC—FDE）系统,研究分析了其同步问题,给出了频率同步和定时同步算法,并对接受星座图和系统的误码性能进行了仿真．结果表明,该算法较好地解决了SC—FDE系统的同步问题．     

用于超高频射频识别读写器Mixer-First接收机的新型直流分量消除技术

由于收发隔离度有限,超高频射频识别读写器的接收机面临着发射机载波泄漏的问题,基于MixerFirst结构的接收机,提出了一种新型的直流分量消除技术.在无源混频器的中频输出端设计一个由电感、电容等器件组成的带通滤波器,滤除泄漏载波经过下变频产生的直流分量.同时相比于传统的交流耦合方式,该技术可以缩短直流分量的稳定时间.仿真结果表明,当标签返回信号数据率为400kb/s时,该结构的带通滤波器的直流衰减约为-50dB,同时直流分量的稳定时间约为6μs,只有传统交流耦合方式的一半左右.该技术可以扩展接收机的动态范围.     

一种适合于低空无线信道的改进SC FDE技术

目前国内外对于低空无线信道的报道较少, 尚未建立统一的模型, 而由于多径时延和多普勒频移的影响, 传统的单载波频域均衡(SC FDE)技术在该信道下的传输性能较差. 本文在航空信道建模的基础上, 分析了不同场景下低空无线信道的传输特性, 建立了相应的信道模型. 为了在低空无线信道下获得良好的传输性能, 提出了一种基于Turbo编码和最优信号子空间(OSS)理论的改进SC FDE技术. 仿真结果表明, 该技术能很好地适应低空无线信道的特性, 可以在低信噪比(SNR)条件下获得较低的误码率(BER), 从而提升了通信系统在该信道下的传输性能.     

基于频域均衡的宽带卫星系统下行链路分析

针对宽带卫星信道,在频率衰落比较严重的情况下,传统的时域均衡算法具有较高的复杂度,因此,采用频域均衡(FDE)技术是比较可行的方案.对下行链路采用单载波频域均衡(SC-FDE)技术和OFDM技术进行比较,较详细地给出下一代卫星通信系统的下行链路中采用SC-FDE的性能.