基于ZC序列的OFDM系统定时同步改进算法

为提高OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 系统的定时同步精确度,提出了一种改进的基于ZC( Zadoff-Chu) 序列的定时同步算法。该算法将经典的Minn 算法序列的取反方法与Park 算法的序列共轭方法结合,利用良好自相关性且低互相关性的ZC 序列,替代原有的PN( Pseudo-Noise Sequence) 序列,构成新序列结构。改进算法在定时位置发生错误时,仍能保证系统精确进行定时同步。在加性高斯白噪声( AWGN:Additive White Gaussian Noise) 信道,子载波的数量是256,16QAM( Quadrature Amplitude Modulation) 调制和解调下,Matlab 仿真表明改进算法消除了Minn 算法和Park 算法中副峰对定时同步的影响,定时偏差与均方误差( MSE: Mean Square Error) 在信噪比－ 15 ～ 15 dB 内,较于Minn 算法和Park 算法更低,提高了定时精度。信噪比是15 dB 时,改进算法定时均方误差为4． 2 × 10 － 6 ,是估计性能最优状态。     

一种计算机序列搜索的DMRS序列生成方法

在信号传输过程中,高峰均功率比会使功率放大器工作在非线性区域,造成放大后信号失真.对3GPP(3rd generation partnership project)协议中现有物理上行共享信道在采用DFT-S-OFDM(discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiplexing)波形传输,解调参考信号(demodulation reference signal,DMRS)序列长度小于30时,提出了一种基于计算机进行序列搜索的低峰均功率比基础序列生成方法,且在搜索时将DMRS的覆盖范围和抗干扰能力也作为其中的搜索条件.故该方法在序列搜索时,首先从序列的自身属性考虑,根据序列的自身属性即序列的自相关值和峰值平均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR)进行搜索.然后,将序列与其他序列的互相关性作为搜索条件,增强DMRS信号的抗干扰能力.通过在通信系统中的解调性能进行最后的搜索,筛选出解调性能相对较好的序列.相比于现有基础序列,搜索基础序列在PAPR值和自相关性方面存在明显优势,在互相关性和解调性能方面也比现有序列表现更好.     

一种MIMO-OFDM信道估计方法

为提高现有MIMO-OFDM系统信道估计算法性能,降低算法运算的复杂性,提出一种基于变换域的MIMO-OFDM信道估计方法.该算法不需要任何信道统计信息,通过变换域内自适应低通滤波器降低了高斯白噪声和子载波间干扰对该估计算法准确度的影响,并且利用在变换域内得到的导频位置的信道估计结果,通过补零内插算法得到其他子载波位置的信道估计结果.仿真结果表明:该算法的误码率性能优于最小平方算法,稍逊于线性最小均方误差算法;该算法计算复杂度低,易于在实际系统中实现.     

CPPM-UWB系统Rake接收机性能分析

针对传统CPPM-UWB系统中混沌序列可能丧失混沌特性的弊端,设计一种改进的混沌脉冲位置调制信号结构.基于无码间干扰的超宽带系统,分析了改进的混沌脉冲位置调制信号在IEEE UWB室内多径信道模型下的接收机性能,在室内多径环境下对不同Rake接收机的误码率进行了仿真.计算机仿真表明,比特的脉冲数量、接收机与发射机的距离、脉冲的重复周期的选取对系统的性能影响较大.在室内多径环境中,CM1信道下的Rake接收机性能最好,理想Rake接收机性能最优,但其系统也最复杂.SRake接收机的性能优于PRake接收机,但SRake接收机的复杂性高于PRake接收机.SRake和PRake接收机的性能随着叉指数目(即接收机分辨出的多径分量数目)的增加有明显改善.     

一个在剪波OFDM系统中估计剪波比CR的新算法(英文)

为了在被剪波的正交频分复用系统中补偿幅度衰减和缓解剪波噪声,提高系统的误比特性能,提出了一个新的剪波比估计算法.考虑正交频分复用系统中的导频子载波一般是低阶相移键控调制符号,因此这些导频子载波的解调不受幅度衰减影响但是它的误比特率却是剪波比参数的函数.通过推导导频子载波误比特率的闭合表达式,并使用该关系和解一个关于剪波比的方程给出了估计的剪波比.两种评估方法被引入以对估计准确性进行评估.两种评估仿真结果表明,在多径静态衰落信道环境下,即使信噪比很低,提出的算法也优于当前现有的算法.     

基于TMS320C5416的CZT鉴频系统的实现

为了满足水声跳频通信对鉴频系统分辨率的要求,本文提出了利用线性调频变换的方法进行频谱分析,给出了基于TMS320C5416芯片线性调频变换(CZT)快速实现的硬件和软件解决方案,并对工程实现中遇到的几个具体问题进行了详细说明.研究表明,该系统满足水声跳频通信对鉴频速度和分辨率的要求,并已应用于水下E-mail传输系统中.     

多用户多径环境下超宽带系统误码性能分析

为分析多径环境下脉冲超宽带跳时多址系统的性能,通过研究IEEE 802.15.3a工作组给出的多径信道参考模型,提出一个同时存在多用户干扰、多径干扰以及加性高斯白噪声情况下的超宽带系统相干解调的误码性能分析模型.针对超宽带信道环境中多径分量的泊松到达过程,采用概率理论对系统中的干扰进行分析,分别计算得到多用户干扰和多径干扰的方差,进而提出精确的系统误码率计算公式.为验证公式的有效性,在不同信道环境下将所提公式计算结果同计算机仿真以及高斯近似方法计算得到的结果进行对比,结果表明所提公式能够更好地逼近计算机仿真,从而为系统误码性能的评估及超宽带系统的设计提供依据.     

MC-CDMA系统抗单频干扰性能分析

MC-CDMA是OFDM与DS-CDMA相结合的技术,它比单载波CDMA系统具有很多优点,最典型的优点是能够克服符号间干扰(ISI)和抑制窄带干扰,因而成移动通信领域的热点.介绍了典型MC-CDMA系统的模型,讨论了在Rayleigh信道中存在单频干扰情况下的上行链路接收判决统计量,并给出了MC-CDMA系统的误码率公式.提出采用修改等增益合并的方法,来抑制单频干扰的影响.理论分析和数字结果表明,采用此方法可改善MC-CDMA系统抗单频干扰的性能.     

基于优化混沌扩频序列的DS／CDMA系统

混沌序列以其相关性好、对初值敏感、保密性强等特性成为直序码分多（DS／CDMA）系统中性能较好的一种扩频码．为了提高DS／CDMA系统保密性,降低多址干扰,提出了一种优化作为扩频码的混沌序列性能的算法,并将该算法运用于常用的3种混沌序列,比较了优化后的混沌序列应用于DS／CDMA系统中的性能,结果表明,优化后的改进型Chebyshev序列能提供较大的系统容量,抗多址干扰能力强,且系统误码率较低．     

基于联合频分复用的水下多载波调制技术

目前水声通信的OFDM调制是一种高效率的多载波调制技术,但严格要求子载波正交,对频偏敏感.水声通信中主要采用多普勒补偿或增加子载波滤波器的方法解决多普勒频移的问题,实现复杂.本文从新的角度,即增大子载波间间隔角度研究减小子载波间干扰(ICI),提出一种联合频分复用(C-FDM)方法,将多个OFDM子载波模块联合形成一个C-FDM子载波模块,并将频率相同的子载波放在相邻位置.在C-FDM和OFDM符号长度相同情况下,C-FDM的子载波间隔更大,不需要增加复杂补偿算法,就能有效提高抗多普勒频移能力.仿真结果表明C-FDM技术在水声信道中有更优良的误码率性能.     

一种新的MPPSK调制解调器实现结构

为了简化多元位置相移键控(MPPSK)接收机的结构并提升其解调性能,给出了一种MPPSK调制器的实现结构,并提出了一种全新的基于冲击滤波多路判决的MPPSK解调器实现结构.该解调器结构先对冲击滤波器的输出信号取绝对值并进行低通滤波处理,再将得到的冲击包络通过由不同位同步信息控制的抽样判决器,将判决结果叠加,即可得到最终的符号序列.仿真结果表明,与基于锁相环的解调器结构相比,该解调器的结构更简单,解调性能更好.随着进制数的增大,MPPSK调制信号功率谱的边带线谱逐渐降低甚至消失,从而紧缩了信号功率谱,降低了邻道干扰,提高了频谱利用率.因此,在加性高斯白噪声信道条件下,该实现结构具有较强的应用优势.     

V-BLAST OFDM系统的信道估计方法

下一代宽带无线通信系统的核心技术MIMO-OFDM(Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing)能显著提高系统的容量,但要获得该技术所带来的性能优势,快速、准确的信道估计是关键。为降低V-BLAST OFDM(Vertical-Bell Laboratory Layered Space-Time Orthogonal Frequency Division Multi-plexing)系统中信道估计的运算复杂度和提高估计精度,提出了一种基于CAZAC(Constant Amplitude ZeroAuto Correlation)序列的信道估计方法。该方法避免了矩阵求逆运算,利用该序列良好的自相关性,通过相关运算可消除多发送天线信号间及多径信号间的相互干扰,并且明显抑制了噪声对估计性能的影响,使信道估计的性能得以显著提高。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法无需多径时延估计,较已知功率时延谱与未知功率时延谱的传统信道估计算法,可分别获得约1 dB和2 dB的性能增益。     

一种新的带有预编码的GLSTBC-OFDM技术

提出了OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)系统中线性预编码(Linear Constellation Precoding,LCP)和分组的分层空时结构GLSTBC(Group Layered Space-Time Block Code,GLSTBC)结合的一种新的发射机方案,即LCP-GLSTBC-OFDM.该发射机结构基于3级用户码的设计:外码(基于OFDMA)主要用来进行组间干扰抑制;中间级的码(基于空时编码STBC)获得空间分集增益,内码(基于LCP)用来获得频率分集增益.文中所提出的方法在接收端只需要一根接收天线就可以消除组间干扰,同时还可以获得2阶空间分集增益、2阶复用增益和满频率分集增益,而且编码和译码的过程都是基于线性处理的,计算简单.计算机仿真结果也证明了该方法的有效性.     

一种抗能量分析攻击的混沌密码系统

研究表明很多密码系统虽然通过了常规安全性能测试，但是被证明可通过侧信道攻击破解，从而破获密码系统的敏感信息.为了抵抗侧信道攻击，设计了一种基于混沌的密码系统.该密码算法用两个混沌映射分别生成轮密钥和随机序列数，中间数据由明文、轮密钥和随机序列数三者通过异或操作生成，从而达到扩大密钥空间的目的.此外，随机序列数还控制随机化操作，通过随机化操作，将中间数据与能量消耗的关系进行隐藏，减少侧信道信息的泄露，以此达到抵抗能量分析攻击的目的.为了评估设计的密码系统的安全性，首先对其进行了常规测试，例如字符频率测试、信息熵测试和依赖性测试等，实验结果表明该系统具有良好的安全性能.其次，将该加密算法在Atmel XMEGA128芯片上实现，并对其进行了相关能量分析，结果表明所提出的密码系统可以防御相关能量分析攻击.     

基于比率选择的自适应子载波分配方法

根据已有的无线资源分配算法,提出了一种新的基于比率选择（ratio—based selection,RBS）的分配算法．在多用户OFDM系统中,目前常用的次优子载波算法由于只遵循信道增益最好规则而可能导致不得不分配信道增益很差的子载波给用户的现象．RBS算法采用信道增益最好用户和次好用户的“比率”来分配子载波,避免了这种情况的发生．仿真显示,与其他次优子载波分配算法相比,RBS算法能够以较低的运算量获得更好的性能,具有较高的实用性．     

多径时变OFDM系统中消除ICI的新方法

针对无线正交频分复用(OFDM)系统存在载波间干扰(ICI)的问题,提出了一种可用于WLAN和WMAN系统的并行干扰消除(PIC)均衡方法.用该方法估计出前导序列所在符号的信道时域冲激响应,在假设信道冲激响应为线性变化的基础上,使用预滤波器和ICI干扰消除滤波器来消除ICI干扰.仿真结果表明,通过预滤波器的初始判决可以减少噪声加强,能很好地提高抗载波间干扰性能.     

UWB多径信道下RAKE接收和均衡的作用分析

在超宽带(UWB)通信系统中存在码间干扰(ISI)的多径信道下,RAKE接收机和均衡的作用关系还没有定论.有观点认为UWB中RAKE接收具备信道均衡的特性,因而RAKE接收时不需要均衡器,其出发点是将RAKE接收机中ISI视为与当前符号不相关的高斯噪声,或认为RAKE接收能缩短信道时延扩展.本文针对这两种观点及其依据进行了探讨,通过对存在ISI的RAKE接收机的性能进行分析,并利用IEEE 802.15标准中的多径信道模型进行了RAKE接收与均衡的仿真对比试验.结果表明:RAKE并不能起到抑制ISI的作用,故而对多径信道环境ISI仍然需要均衡器来消除.     

OFDM信号峰均功率比的统计分布

正交频分复用(OFDM)由于能有效对抗码间干扰而特别适用于无线环境下的高速传输,被普遍认为是下一代通信系统必不可少的技术。OFDM的一个主要缺点是峰均功率比特别高,而高的峰均比会对系统的设计带来很多问题。掌握了峰均比的统计分布,可以知道信号受高峰均比影响的严重程度,同时也是评价峰均比降低技术性能的参照。已有关于峰均比分布的分析均是针对所有载波都使用的情况,而在几乎所有的国际标准中都规定不用靠边沿的子载波,以便于信号的谱成形和避免邻近信道干扰。本文分析了这种情况下OFDM连续信号峰均比的渐近分布,结果表明,OFDM信号的峰均比是由实际采用的载波数和各载波的功率分配方案决定,而与FFT的点数N无关。     

基于双正交Fourier变换的多径chirp信号检测

多调频斜率chirp信号在双正交Fourier变换（biorthogonal Fourier transform,BFT）域内具有良好的正交性,以此特性能够显著提高chirp调制效率.文中分析了多进制chirp-rate信号的BFT检测性能,并证明BFT正交性在实际的宽带多径信道下会遭到破坏,导致检测输出同时存在码间串扰和码内互扰,通过对多径下的BFT输出信号建模,提出一种抗干扰检测算法.仿真和分析表明,BFT在检测多进制chirp-rate调制信号时具有出众的检测性能,以及在多径环境下改进算法能够有效克服其缺陷,改善了误码率性能.     

基于相空间重构和核主分量的水声信号增强

多径衰落是水声信道的主要特征,利用多径衰落信道具有的混沌行为,提出一种新的抗多径干扰的方法.建立基于混沌相空间的水声信道模型,利用核技巧φ(x)·φ(y)=k(x,y),通过核主分量分析提取相空间数据中累积贡献率达到90%的非线性核主分量,然后利用核主分量逆向投影回原相空间,通过去掉噪声干扰等次分量,提高水声衰落信号的信噪比.基于实测水声数据的仿真实验结果表明,该方法能将chirp水声信号信噪比提高7.76 dB,达到对多径衰落水声信号增强的目的.