宽带无线通信中的滤波器组多载波技术

滤波器组多载波技术抗多径衰落能力很强,能够平衡高速传输与均衡接收复杂度二者之间的矛盾,是未来宽带无线通信的发展方向之一.从已获广泛应用的正交频分复用技术出发,简述滤波器组多载波传输技术基本原理及框图,给出现存问题.在此基础上总结它们与多输入多输出、码分多址以及认知无线电系统的技术融合,并对滤波器组多载波技术发展做出展望.     

一种基于PTS方法降低FBMC系统PAPR的新方法

在滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier, FBMC)系统中,通常采用部分传输序列(Partial Transfer Sequence, PTS)方法来降低系统的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR),然而该方法在传输过程中需要携带边带信息,会降低频谱利用率。对此提出了两点改进:在搜索最佳相位因子时,提出了新多层搜索方法,避免了相位因子的重复搜索,降低了计算复杂度;通过加入改进星座映射(Active Constellation Extension, ACE)方法,在接收端可以不需要边带信息即可快速解调出原始数据,虽然PAPR有所增加,但却显著提高了频谱利用率。通过计算和仿真验证了两个改进方案的有效性。     

基于DFT-FB改进的F-OFDM方案

通过对滤波OFDM(filtered-OFDM,F-OFDM)的研究,针对F-OFDM使用较长的子带滤波器降低带外泄漏(out-of-band emission,OOBE)而导致系统实现复杂度较高的问题,基于滤波器组(filter bank)的多相网络(poly phase network,PPN)实现降低复杂度和对每一个子载波进行独立的滤波降低OOBE的思想,提出了使用子载波滤波的滤波器组技术对F-OFDM的改进方案,实现对每个子载波的滤波处理.给出了改进方案的系统结构图并分析了系统原理,通过对改进方案系统的分析及带宽效率和系统实现复杂度的推理计算,得到改进方案可以达到与F-OFDM相同的带宽效率,且在相同的功率谱密度时,改进方案的实现复杂度比F-OFDM系统的低.仿真结果表明,相较于F-OFDM,改进方案不仅可以优化系统处理业务的灵活性,而且在AWGN(additive white Gaussian noise)信道和衰落信道下,在传输性能和抗信道衰落能力方面,也优于F-OFDM系统.     

MC-CDMA与传统CDMA中多用户检测性能的研究和比较

研究了多载波码分多址(MC-CDMA)系统,用收敛性能良好的递归最小二乘(RLS)算法将MC-CDMA与传统CDMA中的信干比(SIR)和误码率(BER)等多用户检测性能进行了比较。动态仿真表明:多径信道中,MC-CDMA不仅具有较高的SIR,而且具有良好的跟踪性能,在信噪比为6 dB时,其系统误码率就达到了正常通话指标要求,而传统CDMA系统BER性能不佳。从而得出了MC-CDMA比传统CDMA更适合于低信噪比、高速率移动通信的结论。     

基于伪逆的多小区FDD系统中的联合空分复用方法

云无线接入网(cloud radio access network,C-RAN)架构实现了小区间的联合处理,大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output,Massive MIMO)技术在系统容量和频谱效率方面具有巨大的优势,但由于训练和反馈开销较大使得Massive MIMO难以应用于频分双工(frequency division duplex,FDD)系统.C-RAN架构下,考虑在不同小区之间引入联合空分复用(joint spatial division and multiplexing,JSDM)技术减少导频序列检测和信道信息反馈开销,在高酉条件不满足时,采用基于伪逆的方法来减少组间干扰,通过迫零(zero-forcing,ZF)滤波实现组内用户间干扰消除.理论分析和仿真结果表明,设计的一阶预编码矩阵相对于块对角化(block diagonalization, BD)算法复杂度得到降低,其和速率有一定改进.     

自适应Wiener反卷积滤波的OFDM接收算法

为改进正交频分复用(OFDM)系统在多径衰落信道下的解调性能,提出了基于自适应Wiener反卷积滤波反馈环路的接收算法,对多径衰落信道进行白化处理,使处理后的信道噪声接近于加性高斯噪声(AWGN)。该文推导了OFDM系统中反卷积滤波器抽头系数的估计算法及其在非时变和时变信道中的自适应迭代算法,并且讨论了系统中定时估计、载波频率估计和信道估计算法(它们都是在AWGN信道环境下的算法)的使用方法。仿真表明:该算法可以有效地降低多径衰落的影响,得到优良的解调性能。     

Carrier Frequency Offset Compensation for an Interleaved OFDMA Uplink

This paper reports an investigation of the carrier frequency offset （CFO） compensation in the uplink of the orthogonal frequency division multiple access （OFDMA） system with interleaved subcarrier assignment. The presence of CFOs between the transmitters and the uplink receiver will destroy the orthogonality among the different subcarriers, resulting in inter-carrier interference and multiuser interference. This paper proposes a pseudoinverse CFO compensation method based on the signal structure. The proposed method can compensate the CFOs of all users simultaneously and isolate the signals from all users at the same time. Compared with the existing CFO compensation methods, the new method provides a considerable signal-to-noise ratio gain on the bit error rate performance and has a relatively low implementation complexity.     

基于子空间的交织OFDMA上行载波频偏估计

为了实现采用交织子载波分配方法的正交频分多址(orthogonal frequency division multiplexing access,OFDMA)上行链路多个用户频偏的联合估计,提出了一种基于子空间的两阶段频偏搜索方法。由于多重信号分类法(multiple signal characteristic,MUSIC)的采用,使得该方法具有较高的精确度。并且该方法不需要知道接入的用户个数及用户所占用的子信道,因此适用于随机分配子信道的情况。仿真结果表明:当信噪比大于5dB时,其标准均方根误差小于子载波间隔的1%,满足宽带无线接入系统关于载波频率偏差应小于子载波间隔2%的频率同步要求。     

基于子空间的交织OFDMA上行载波频偏估计

为了实现采用交织子载波分配方法的正交频分多址(orthogonal frequency division multiplexing access,OFDMA)上行链路多个用户频偏的联合估计,提出一种基于子空间的两阶段频偏搜索方法。由于多重信号分类法(multiple signal characteristic,MUSIC)的采用,使得该方法具有较高的精确度,并且该方法不需要知道接入的用户个数及用户所占用的子信道;因此适用于随机分配子信道的情况。仿真结果表明:当信噪比大于5 dB时,其标准均方根误差小于子载波间隔的1%,满足宽带无线接入系统关于载波频率偏差应小于子载波间隔2%的频率同步要求。     

OFDM技术及其在第四代移动通信中的应用

探讨了OFDM技术与通信系统之间存在的资源优化配置关系．OFDM技术原理以及优越性,它频谱利用率高、抗码问干扰能力强,实现了同时满足高速传输和降低干扰的两方面要求,极大地简化了通信系统的复杂性．     

Particle-Based Iterative Blind Receiver for Orthogonal Frequency- Division Multiplexing with Frequency Offset

Orthogonal frequency-division multiplexing （OFDM） systems are sensitive to carrier frequency offset （CFO） which introduces intercarder interference and significantly degrades system performance. This paper describes an iterative blind receiver consisting of a sequential Monte Carlo detector, a CFO estimator, and a compensator to reduce intercarrier interference. The framework is of low complexity due to the separation of tasks in a joint detection problem. In addition, the CFO estimator utilizes soft output of the sequential Monte Carlo detector, which reduces the information loss caused by hard decisions and can obtain the CFO estimate in only one OFDM symbol. Simulation results demonstrate the effectiveness of the algorithm.     

采用导频子载波的OFDM系统频偏跟踪算法

为了进一步提高多径快衰落环境下,正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）系统的载波频偏估计精度,研究了利用在OFDM符号中插入的导频子载波进行小数倍频偏跟踪的算法在多径快衰落信道下的频偏跟踪性能。通过与常规的基于循环前缀的跟踪算法进行比较,采用导频子载波的频偏跟踪算法,不仅在高斯白噪声信道下能达到很好的频偏跟踪性能,而且在多径快衰落信道下也能实现更准确的频偏估计,因此采用导频子载波的算法更适合用于多径快衰落信道下的频偏跟踪。     

估计OFDM整数频偏的新方法

针对正交频分复用(OFDM)系统中的整数频偏问题,提出一种新的估计方法.该方法将1个等分的OFDM训练符号下采样为大量长度为点的OFDM子符号,然后结合小数频偏估计值,设计新的快速傅里叶变换(FFT)算法解调一部分OFDM下采样符号,再合并结果,寻找频域峰值,从而对整数频偏做出估计.仿真结果表明,所提出方法具有计算复杂度及估计错误率较低的优点.     

面向5G需求的APP载体内容分发网络模型研究

针对APP(application)载体向移动用户传播内容数据的资源配置问题,根据移动用户对内容数据存在间歇式兴趣等特点,提出一种APP载体内容分发网络模型。该模型考虑APP和人群的生灭全生命周期等因素,结合APP向人群推送内容以及人群内部传播内容的现实应用场景,并利用虫媒传染病仓室模型构造内容数据传播的关联关系。通过理论证明了当基本再生数R0小于1时,所提模型平衡点的存在性和稳定性。仿真结果验证了所提模型平衡点的存在和稳定。