地面数字电视广播系统的发射分集实现

中国地面数字电视广播系统采用了时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术。在该系统中实现双天线发射分集时,不同天线发送的训练序列在独立链路上传输,到达接收端时相互之间存在干扰。该文提出了一种有效实现双天线发射分集的帧结构,将一组伪随机序列对经过空时编码后,分别作为双天线发射信号帧中二个帧时隙的帧头序列。基于该帧结构,给出了迭代的信道估计算法,提高了在衰落信道下系统的接收性能,可以改善电视信号的覆盖范围。     

发射分集TDS-OFDM系统中迭代NR译码辅助的信道估计

为了改善信道估计的精度并提高时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统在衰落信道下的性能,在发射分集TDS-OFDM系统中提出了一种迭代NR(Nordstrom-Robinson)译码辅助的信道估计方法。该方法利用对NR译码后的比特辅助指导信道估计,更新后的信道估计结果又重新辅助进行NR译码。完成迭代后,对NR译码结果进行帧间解交织,最后经过低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)译码输出最终的比特流。仿真结果表明:该方法应用于发射分集TDS-OFDM系统中在仅迭代1次的条件下即能有效改善信道估计的精度,获得显著的分集增益。     

TDS-OFDM系统的载波间干扰消除方法

为了消除时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中的载波间干扰(ICI),通过假定信道在OFDM块内呈线性变化,该文建立了TDS-OFDM在时变信道下的系统传输模型,在此基础上采用了一种决策反馈的方法来消除ICI。该方法使用伪随机(PN)序列时域相关进行信道粗估计,并在一个OFDM块内进行线性内插得到整个OFDM块内的信道细估计。分析和仿真结果表明,该方法相对于TDS-OFDM系统的传统方法有2dB以上的误码率性能增益,并且复杂度与传统方法相当。     

TDS-OFDM系统的载波间干扰消除方法

为了消除时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中的载波间干扰(ICI),通过假定信道在OFDM块内呈线性变化,建立了TDS-OFDM在时变信道下的系统传输模型,在此基础上采用一种决策反馈的方法来消除ICI。该方法使用伪随机(PN)序列时域相关进行信道粗估计,并在一个OFDM块内进行线性内插得到整个OFDM块内的信道细估计。分析和仿真结果表明,该方法相对于TDS-OFDM系统的传统方法有2 dB以上的误码率性能增益,并且复杂度与传统方法相当。     

TDS-OFDM系统中的差分空频发射分集方法

在采用相干检测方法的发射分集方案中,进行信道估计需要付出很高的代价,为了降低接收端的实现复杂度,根据时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统结构的特点,提出了差分空频发射分集及相应的非相干检测方法。该方法在时域进行差分编码,而在频域进行空频编码以获得分集增益。理论分析和仿真结果表明,尽管非相干检测方法损失了一定的接收性能,但无需进行信道估计,在慢衰落和快衰落信道中均能适用,是一种比较好的实现复杂度与接收性能之间的折衷方法。     

基于TDS-OFDM系统的发射分集技术

为了提高在衰落信道下数字电视地面广播系统的传输性能,在时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中应用空时、空频两种发射分集方法。根据系统信号帧结构的特点,提出了简单易行的发射链路信号配置方法,保持原有链路不变,运算复杂度小。同时,分析了空时、空频两种分集方法的适用范围。仿真结果表明:在慢衰落信道下,两种方法都能提高系统的误码性能,当误码率为10-3时有不低于8dB的分集增益;在快衰落信道下,空时分集性能受D opp ler频移的影响而变得很差,空频分集的增益则与在慢衰落信道时相近。对于不同类型的信道采用合适的发射分集方法,数字电视地面广播系统的传输性能可以得到很大提高。     

TDS-OFDM系统的训练序列设计

为了提高时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统信道估计精度并降低其复杂度,根据时/频的对偶关系,提出了使用二值全通(BAP)序列作为保护间隔填充方案。为了进一步兼顾时域相关特性和硬件实现复杂度,提出了Legendre序列及其离散Fourier逆变换(IDFT)的保护间隔填充方案。该方案能够方便地进行时域相关以辅助接收机同步,其信道估计可以利用FFT计算循环互相关或直接利用算术Fourier变换完成。在不改变TDS-OFDM系统结构的情况下,该方案能获得更准确的信道估计。仿真表明,在频率选择性信道下误符号率较PN序列填充方案有0.4 dB左右的性能改善。     

TDS-OFDM系统的训练序列设计

为了提高时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统信道估计精度并降低其复杂度,根据时/频的对偶关系,提出了使用BAP序列作为保护间隔填充方案。为了进一步兼顾时域相关特性和硬件实现复杂度,提出了Legendre序列及其离散Fourier逆变换(IDFT)的保护间隔填充方案。该方案能够方便进行时域相关以辅助接收机同步,其信道估计可以利用FFT计算循环互相关或直接利用算术Fourier变换完成。在不改变TDS-OFDM系统结构的情况下,本方案能获得更准确的信道估计。仿真表明,在频率选择性信道下误符号率较PN序列填充方案有0.4dB左右的性能改善。     

基于中国地面数字电视广播网的定位方法

利用地面数字电视信号进行定位,可以成为卫星在市区室内定位的补充和辅助手段。该文基于中国地面数字电视系统中时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)信号的时频二维处理特性,提出了一种利用信号帧头中伪随机噪声(PN)序列和帧体内传输参数信令(TPS)的时频二维联合定位方法。该方法把TDS-OFDM信号中帧体内的TPS时分复用后看作正交频域导频,与帧头的时域PN序列一起联合估计信号的传输时延,计算到达时间差(TDOA)进行定位。该方法计算所需乘法次数与定位数据量持平;当信噪比(SNR)高于20dB时,在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的测距估计误差为0.15m。理论分析和仿真结果显示:该方法不但计算复杂度低,且测距精度高,具有一定可行性。     

时变信道下频域均衡系统的干扰抑制

信道的时变特性会影响单载波频域均衡(SC-FDE)系统的性能.对时变导致的干扰进行了理论分析,并在此基础上,参考正交频分复用(OFDM)系统中载波间干扰的消除方法,提出了单载波频域均衡系统中干扰自消除、时域加窗和分段均衡等抑制信道时变干扰的方法.分析和仿真表明,这几种方法都能有效地抑制信道时变导致的干扰.但是干扰自消除和时域加窗方法需要重复传送相同的信息,效率有所下降;而分段均衡方法增加分段数目,在提高系统性能的同时也增加了接收复杂度.     

Two-Way Digital Video Transmission over Medium-Voltage Power-Lines Using Time-Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplexing Technology

This paper describes field trials of two-way digital video transmissions over a 700-m long medium-voltage power cable using a frequency division duplex scheme. The purpose is to check the feasibility of using time-domain synchronous orthogonal frequency division multiplexing (TDS-OFDM) technology in powerline communication (PLC). TDS-OFDM is the core technology in digital multimedia broadcasting-terrestrial (DMB-T), developed by Tsinghua University for digital television terrestrial multimedia broadcast applications and successfully adopted in the Chinese Digital Terrestrial Television Broadcasting Standard. PLC systems are widely believed to be bandwidth or data throughput limited. However, the use of known pseudo random sequences as guard intervals for synchronization and channel estimation in TDS-OFDM greatly reduces the system overhead and increases the spectrum efficiency. These experiments show that TDS-OFDM is appropriate not only for broadcasting but also for PLC applications with appropriate modifications.     

空时分组编码在IEEE802.16d-OFDM物理层的应用

讨论了空时编码技术中的空时分组编码。以两发-收Alamouti发射分级方案为例,阐述了空时分组编码的原理。在IEEE802.16d OFDM物理层引入了两发-收的空时分组编码,并进行了仿真;结果表明,空时分组编码与正交频分复用技术的结合,对无线通信系统性能有很大提高。     

简单空时编码发射机分集自适应OFDM系统

将自适应调制技术和空间分集技术有机地结合起来 ,提出了一种与简单空时编码发射机分集相结合的恒定比特率自适应正交频分复用 (OFDM)方案。该算法根据两径发射机的平均信噪比在各子载波上自适应地选择不同的调制模式 ,并保持恒定比特率。仿真结果表明 :在多径瑞利衰落信道下 ,该方案可以显著地改善 OFDM的性能。在无信道编码和误比特率为 10 - 5条件下 ,对于平均带宽效率为1bit/ (s.Hz)的双天线发射分集接收的自适应 OFDM系统与传统 OFDM系统相比可以获得约 35 d B的自适应分集增益。     

时域同步正交频分复用系统的频偏估计

针对时域同步正交频分复用系统现有的频偏估计精度低的问题,提出了一种精确频偏估计算法(FFDE).该算法将接收信号中相邻的2个帧头分别与对应的本地PN序列作相关运算,将相关结果共轭相乘,再取相乘结果的辐角,最后再除以帧头间的时间间隔,即可得到频偏估计值.FFDE算法具有复杂度低,精度高,抗噪声、抗多径能力强等优点.理论分析表明,FFDE算法具有极低的性能界,在高斯白噪声信道条件下,在合理的信噪比范围内,其归一化估计值的方差在10叫.以下.仿真结果与理论分析完全一致,即使在多径环境下,在信噪比为15 dB时,FFDE算法的绝对估计误差的标准差只有0.5 Hz,仅为子载波间隔的0.03%,是传统方法的1%.     

联合空时编码及信道状态信息的多输入多输出分集性能

为提高无线多输入多输出(MIMO)系统的分集性能,介绍一种四天线发送的扩展正交空时分组码(EO-STBC),并根据该分组码特点提出一种基于双比特反馈的分集增益自适应控制方法.该方法利用信道状态信息(CSI),采用天线选择接收,可实现全速率和发送信号的全分集.仿真结果表明,采用扩展正交空时分组码的反馈系统不仅在性能上优于传统的反馈控制系统,而且采用天线选择时,增益提高了5.8 dB.     

频率选择性衰落无线信道下的发送分集技术

通过研究平坦衰落信道下空时分组码(STBC)发送分集技术，结合正交频分复用(OFDM)技术，提出适用于频率选择性衰落信道的STBC-OFDM发送分集方法．然后对STBC-OFDM系统在随机信道和恒参信道中的性能进行仿真．研究和仿真结果表明，STBC-OFDM技术是一种非常有效的抗频率选择性随机衰落技术．与OFDM系统比较，STBC-OFDM系统误码性能得到很大改善，系统的频带利用率通过采用多电平调制方式得到提高．STDC-OFDM方法适用于数据高速传输的宽带无线系统的下行链路．