结合非正交子载波的空频索引调制技术

广义空频索引调制(generalized space and frequency index modulation,GSFIM)技术的提出显示了其相比传统多输入多输出正交频分复用技术更优的系统性能。然而,GSFIM有着较复杂的系统结构以及高复杂度的检测器。讨论一种特殊形式的空频索引调制技术,即基于频率正交幅度调制(frequency and quadrature amplitude modulation,FQAM)/频相移键控(frequency and phase shift keying,FPSK)的空间调制(spatial modulation,SM)技术,其大大简化了系统结构。为了进一步提升该系统的频谱效率,提出了结合非正交子载波的FQAM/FPSK-SM。仿真结果表明,在不同的参数配置下,通过调整压缩系数,非正交FQAM/FPSK-SM系统不仅能够带来频谱效率的提升,而且能够在发送速率相同的前提下达到与正交系统基本相同的性能,提高了系统的单位带宽吞吐量。     

基于调制分集的MIMO DFT-S-OFDM系统

以离散傅里叶变换扩展正交频分复用（discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiplexing，DFT-S-OFDM）技术为核心的单载波频分多址（single carrier frequency division multiple access，SC-FDMA）方案，已经成为第三代合作伙伴计划长期演进项目上行多址技术标准。提出了一种基于调制分集的多入多出（multiple input multiple output，MIMO）DFT-S-OFDM方案。该方案将调制分集和Turbo码相结合，有效利用时间分集和空间分集特性，在衰落信道下，既可以使系统具有较低误码性能，又可以获得较高的频谱效率。仿真结果表明，在最优旋转角度下，通过较小复杂度的增加，提出的系统与传统基于比特交织编码调制技术的MIMO DFT-S-OFDM系统相比，可获得明显的性能优势。     

基于RLS的联合同步和信道估计算法

针对采用跳频正交频分复用(frequency hopping orthogonal frequency division multiplexing, FH-OFDM)系统进行战时通信时存在的高误码率(bit error rate, BER)问题,对定时偏差(timing offset, TO)、载波频率偏差（carrier frequency offset, CFO）和采样率偏差(sampling frequency offset, SFO)进行综合考虑,提出一种导频辅助的联合同步和信道估计算法。在时域中分别对TO和子载波干扰项进行预先补偿。使用线性误差函数来配合递归最小二乘法对信道冲激响应、CFO和SFO进行估计。采用改进的极大似然算法对迭代参数的初始值进行估计,提高了估计的准确度。分析并给出FH OFDW系统频谱效率的权衡标准。仿真结果表明,该系统工作在1 000 hop/s时,该算法的估计均方差和BER均优于传统的算法。     

OFDM系统中抗频偏的改进方案

在高速移动环境下,宽带正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统在传输过程中因频率偏差都会导致严重的子载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)。本文在分析频偏导致ICI成因基础上,结合共轭消除方案和编码权值优化方案,提出一种有效的ICI自消除新方案。仿真结果表明,所提出的方案在较大频偏范围内具有较高的载干比(carrier-to-interference ratio, CIR)和较低的误比特率(bit error rate, BER),且能有效消除传统自消除编码性能的“平层效应”,进而获得了系统性能的改善。     

正交频分复用系统中相位噪声的影响与抑制

在分析本振相位噪声对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统性能影响的基础上,建立了一种新的相噪频域模型,并基于该模型提出了加入相噪估计导频来跟踪相噪的方法。由于导频与数据子载波之间有空子载波作为保护间隔,该方法可以估计出相噪的高阶频谱分量,从而有效地抑制相噪引入的共同相位误差(common phase error,CPE)和载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)。仿真结果表明方法的有效性。     

基于波形特征的外辐射源雷达杂波抑制算法

在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)波形外辐射源雷达系统中,相对于直达波和多径回波,目标回波的功率要微弱许多,因此多径杂波抑制是此雷达信号处理的一项关键技术。许多时域自适应滤波算法被用来抑制直达波和多径回波,但往往存在滤波器阶数过多,或计算负担过高的问题。基于OFDM波形的多载波调制特性,提出了分载波自适应滤波算法,相比于常规时域自适应滤波算法,能够有效降低滤波器阶数和计算复杂度,简单且高效。以基于OFDM调制原理的数字调幅广播外辐射源雷达为例,详细介绍了分载波递归最小二乘和分载波归一化最小均方算法的自适应滤波原理和过程,并基于仿真和实测数据分析比较了常规时域自适应滤波算法和分载波自适应滤波算法的性能差异。     

OFDM/OQAM系统中基于BEM信道模型的盲载波频偏估计算法

针对时频双选衰落信道下基于交错正交幅度调制的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing with offset quadrature amplitude modulation,OFDM/OQAM)系统的频率同步问题,将双选信道建模为复指数基扩展模型,证明了存在载波频偏情况下OFDM/OQAM接收信号的二阶循环平稳特性,在此基础上,提出一种OFDM/OQAM系统载波频率偏差的盲估计算法。理论分析和仿真结果表明由该方法构造的估计器不仅能够有效地抵抗双选信道引起的衰落而且具有很好的抗噪性能,从而可以实现对载波频偏的稳健估计。     

MIMO-OFDM/OQAM系统中基于导频的时域信道估计方法

针对基于交错正交幅度调制的多输入多输出正交频分复用(multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing with offset quadrature amplitude modulation,MIMO-OFDM/OQAM)系统的信道估计问题,构造了基于导频的时域信道估计模型,利用导频符号估计信道的时域脉冲响应。与传统的频域信道估计方法相比,这种方法需要的导频数量较少,并且在存在严重频率选择性衰落的信道条件下也有较好的估计性能,理论分析和仿真结果表明了算法的有效性。     

OFDM协作网络中基于组合叠加导频的信道估计技术

针对三节点放大转发(amplify-and-forward, AF)的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)协作中继网络,为了高效获取级联和单跳链路信道状态信息(channel state information, CSI),本文提出基于组合叠加导频的信道估计方案。新方案在源节点和中继节点分别将不同的导频叠加到发送数据上,目的节点利用源导频和中继导频分别完成级联(S→R→D)信道和单跳(R→D)信道的估计。为了消除叠加导频方案中信息符号对于各链路信道估计造成的严重干扰,源导频设计采用发端预处理的数据置零叠加导频(data nulling superimposed pilots, DNSP)方式,并提出了基于协作干扰消除(cooperative interference cancelation, CIC)的中继导频设计方案,新方案一方面借助直达(S→D)链路检测符号来消除中继数据对R→D信道估计的影响,另一方面利用迭代重构来弥补源节点数据失真和提高检测性能。仿真结果表明,新方案在避免训练导频占用带宽开销的同时能获得与传统频分复用(frequency division multiplexing, FDM)导频相近的性能。     

FrFT-OFDM系统中联合ICI自消除方案

针对分数阶傅里叶变换正交频分复用(fractional Fourier transform orthogonal frequency division multiplexing, FrFT-OFDM)系统中由时频双选信道产生的子载波间干扰(inter-carrier interference, ICI)的问题, 提出了一种基于ICI自消除编码和频率偏移补偿的联合自消除方案。该方案运用带有相位补偿的自消除矩阵对信号进行编码, 通过利用FrFT-OFDM系统子载波旋转角度可调的结构优势, 在适宜的旋转角度下进行分数阶傅里叶变换, 对频率偏移进行补偿, 达到在相同编码效率下比传统ICI自消除技术更好的ICI抑制效果。仿真结果验证了该方案的性能。     

多模索引调制OFDM频谱及能量效率优化方案

为提高多模索引调制正交频分复用的能量效率(energy efficiency, EE)与频谱效率(spectrum efficiency, SE),提出优化方案和相应检测算法。该方案在不减小子块间最小欧式距离的前提下通过增加模式排列的种数使系统传递的索引信息量增加,从而提升系统SE。此外该方案引入空载模式使得部分信息的传输无需消耗能量,从而提升系统EE。同时提出改进的低复杂度最大似然检测算法以降低模式排列的检测复杂度。分析模式排列数及空载模式对误比特率(bit error rate, BER)性能的影响,并据此对引入空载模式后的多模式星座进行优化。仿真结果表明,优化方案的EE和SE都有所提升,且BER性能更优。     

多载波调制系统中的自适应调制方法

针对数字无线通信系统紧张的频率资源问题,提出了一种应用于多载波调制(multicarrier modula-tion,MCM)系统的自适应调制方法,该方法可提高系统频谱利用率,保证系统的目标BER性能和实现不同重要等级的数据传输。采用功率控制区技术,改善了系统的平均BER或BPS。理论分析与仿真结果均证明了该方法的良好性能。     

Improved MIMO-OFDM scheme for the next generation WLAN

The research and application of wireless local area networks (WLAN) technology are in a stage of rapid development. It has been one of research focuses of the wireless communications field. Through the use of enhanced single-user (SU)/multi-user (MU) multiple input multiple output (MIMO)-orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technology, the next generation WLAN IEEE 802.11ac dramatically increases the throughput. An improved MIMO-OFDM scheme based on modulation diversity is proposed for the next generation WLAN. It uses two-dimensional modulation diversity to the current IEEE 802.11ac transmission scheme. Through the space-time-frequency component interleaver and the rotational modulation, the proposed scheme exhibits high spectral efficiency and low error rate in fading channels. The simulation results show that the proposed scheme significantly outperforms the SU/MU MIMO-OFDM scheme in the current IEEE 802.11ac standard, which is up to 5 dB.     

Power allocation for MIMO-OFDM systems with multi-user decoupling and scheduling

1 .INTRODUCTIONRecentinformation-theoretic results haveshownthat multi-ple-input multiple-output ( MI MO) channels have a greatpotential to i mprove spectral efficiency in rich scatteringwireless channels[1 ,2].Si multaneously,orthogonal frequen-cy division multiplexing (OFDM) has gained anincreasinginterest as a promisingalternativeforfuture highrate wide-band wireless systems because of its lowcomplexity signalprocessingto counteract frequency selectivity. The combi-nationof MI MOsy…     

OQAM/OFDM系统中基于信道估计的原型滤波器设计

针对正交频分复用/交错正交幅度调制系统频率选择性信道，提出了基于信道估计的原型滤波器设计方案。就其导频频谱效率低的问题，提出了能够提高频谱效率的导频结构，并进行了信道估计。用信号与干扰加噪声比的倒数衡量原型滤波器对信道估计的影响并将其作为优化问题的约束条件之一，将最小化阻带能量作为目标函数，对原型滤波器的设计问题进行建模。为了加快收敛速度，保证获得全局最优解，利用基于块的分支定界法对原型滤波器的优化问题进行求解。仿真结果证明了所提方法的有效性。     

Novel time-frequency differential space-time modulation for multi-antenna OFDM systems

1.INTRODUCTIONRecently,there has been considerable interest in thewireless communication system with multiple trans-mit and receive antennas[1,2].So far,most researchon space-ti me modulation has assumed that accuratechannel esti mations are available at the receivers.Differential space-ti me(DST)modulationschemes were proposed to achieve diversity gainswithout channel state information(CSI)[3].DSTmodulation schemes allowfor slowly changing chan-nels that have to remaininvariant within…