子空间算法在OFDM信道时延估计中的应用

到达时延(TOA)和到达时延差(TDOA)定位算法是无线定位中应用最广泛的2种方法,TOA测量值的准确获取将影响定位的精确度。正交频分复用(OFDM)是实现无线多媒体通信的关键技术,利用OFDM信号的导频子载波所携带的信息,参考均匀线列阵的DOA估计过程,提出将MUSIC子空间法应用到OFDM信道的时延估计上。给出了OFDM符号内导频子载波分布的相关条件,对提出算法进行仿真实验,可以看出,导频子载波个数的增加和导频子载波间隔的扩大都可以提高估计精确度。     

应用符号相关性的认知OFDM系统信噪比盲估计

针对认知无线电系统中OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)信号信噪比估计算法适用范围受限、复杂度高的问题,提出一种新的基于符号相关性的信噪比盲估计算法,算法首先通过扩展前缀相关性检测区间得到一个特征序列,然后通过小波消噪去除多径信道的影响,最后通过序列极大值极小值与信号功率及噪声方差的关系得到信噪比的估计值。仿真结果表明,本文算法能够实现对ZP-OFDM(zero-padding OFDM)信号信噪比的准确估计,同时在应用于CP-OFDM(cyclic-prefix OFDM)信噪比估计时适用范围更广、运算更为简便,更加适用于认知无线电系统。      

TDOA定位系统的无线电监测网工程应用探讨

随着无线电监测事业的发展,在如何扩大无线电监测网的覆盖范围,提升监测能力等方面越来越得到无线电监测人员的重视,文中主要探讨了TDOA无源定位方法在无线电监测网中的应用问题。本文首先从TDOA定位原理入手,介绍了到达时间差估计的相关函数获取法,比较了双曲线方程组的两种求解算法,由此分析TDOA定位的关键技术与定位优点。文中还以云南省无线电监测网为例,从定位流程出发,进行系统设计,探讨TDOA定位系统的工程应用,进而提出能全面提升监测网监测能力的TDOA定位方案。     

一种基于数据辅助的OFDM系统符号同步算法

该文提出了一种改进的OFDM系统符号同步算法。在集相关法估计出FFT有效采样窗的基础上,加以数据的辅助,将恢复后的符号序列再次进行OFDM调制并与接收信号作相关,能够求出符号到达的准确时刻。这种基于数据辅助的方法提高了估计过程中的信噪比。仿真结果表明,该方法在多径衰落信道下能获得较好的定时同步性能。     

基于权值优化的认知WiMax信号协同识别

传统的正交频分复用(OFDM)系统识别算法只能识别出接收信号是否为基于全球微波互联接入技术(WiMax)的OFDM信号,但无法判断该信号是认知信号,并且在复杂电磁环境下识别正确率低.为此,提出了一种协同识别认知WiMax无线网络OFDM信号的算法.该算法首先利用OFDM信号的循环自相关特性估计信号的有用符号时间,并通过估计各协同感知节点的信噪比对时间参数的估计值进行加权,得到有用符号时间的协同估计值,进而判断接收信号是否为基于WiMax系统的OFDM信号;再通过自私攻击策略,实现对OFDM信号是否是认知WiMax信号的判别,为进一步研究认知WiMax网络节点定位技术奠定了基础.仿真结果表明,与非协同识别算法相比,提出的协同识别算法在多径和低信噪比条件下具有更高的识别率.     

NC-OFDM的PAPR统计特性分析

NC-OFDM(Non-contiguous OFDM)是基于OFDM的频谱池技术,它是认知无线电主要的数据传输方式,系统地分析了NC-OFDM信号的峰均比(PAPR),由于OFDM信号的PAPR取决于一个符号周期内数据的非周期相关特性,因此推导出NC-OFDM信号的相关函数,并用相关系数对相关性进行度量,提出了当信号的相关系数小于0.08这个门限时,可以近似认为信号不相关,并可以用公式计算PAPR的CCDF。仿真结果证明,当总的子载波个数小于8192,可用子载波个数大于128时,其相关系数都在0.08以下,都可以用公式求其PAPR。     

TDOA中几种时延估计算法的比较

在现有的传声器阵列声源定位方法中,基于声达时间差(TDOA)估计定位法计算量较小,定位精度较高,同时也易于实现实时系统,是目前声源定位法中常用的方法。采用该方法最重要的就是进行时间延迟估计(TDE),其精确性直接影响到定位的准确与否。概括了基于传声器阵列的声达时间差(TDOA)估计定位法中几种时间延迟估计的算法,给出了部分算法的仿真结果,分析了每种算法中存在的优缺点并同时指出了需进一步研究的问题。     

基于无线电网格化应用的多站TDOA自动选站算法

为了克服无线电网格化建设中多站无源时差定位技术人为选站方案效率低、准确度不高等缺陷,设计了一种用于多站TDOA定位的自动选站优化算法。根据不同监测站接收的TDOA信号数据及各监测站的位置信息,考虑TDOA定位布站准则及人为经验,由计算机依据设定算法自动选择最优的3个监测站节点进行TDOA定位。选取兰州中川机场网格化实际监测TDOA数据进行算法验证,结果表明提出的算法能够较好、快速、准确地选择最优3站参与TDOA定位,为无线电监测及网格化布站方案,提供一种有效的信号定位自动选站优化方案,且算法具有易于代码移植及工程实现的优点。     

PTS与限幅结合降低OFDM峰均比的改进算法

提出了一种基于部分传输序列(PTS)算法和限幅算法相结合的改进算法来降低正交频分复用(OFDM)系统的峰均功率比(PAPR).该算法先利用PTS算法对OFDM信号进行处理从而选择出限幅噪声最小的一路OFDM信号,所得OFDM信号再利用限幅法进行处理.因此可有效改善OFDM信号经过限幅引起的限幅噪声,减小限幅对OFDM系统的影响.数据仿真验证了所提方法的有效性.     

城市环境下无人机TDOA定位中到达时间差误差统计模型

本文给出了一种城市环境下无人机时差定位(TDOA)原理,并分析了无人机TDOA测量值误差的主要来源。从城市环境中无人机信号多径传播的附加时延的统计特性出发,基于统计原理建立了多径效应下TDOA误差的统计模型,并通过仿真进行了模拟试验,验证了TDOA误差统计模型的有效性。     

基于学习字典和符号同步信息的OFDM信号带内多路单载波通信干扰抑制方法

针对传统干扰抑制方法对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号带内多路单载波通信干扰抑制难度大的问题,本文提出了一种基于学习字典和符号同步信息的干扰抑制方法。根据不同通信信号之间形态成分的差异,使用K-奇异值分解(K-Singular Value Decomposition,K-SVD)算法对OFDM信号和多路干扰信号依次进行训练,得到符合各信号特征的过完备字典,确保各信号间的有效区分。在使用过完备字典对干扰信号进行稀疏分解时,先利用符号同步信息对干扰样本信号进行符号周期分段,再利用正交匹配追踪算法(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法进行稀疏分解以提高不同符号周期内干扰信号的分解精度。最后在接收端采用对消法依次对重构后的干扰信号进行抑制。仿真结果表明所提方法可有效地对2PSK和MSK、2PSK和2FSK干扰模型进行抑制,相比于传统的频域置零法可有效提升系统性能。      

Sidelobe suppression in OFDM-based spectrum sharing systems using adaptive symbol transition

In this letter, we introduce a new method for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) sidelobe suppression. An extension is added to OFDM symbols that is calculated using optimization methods to minimize adjacent channel interference (ACI) while keeping the extension power at an acceptable level. Using this technique, interference to adjacent signals is reduced significantly at the cost of a small decrease in the useful symbol energy. The proposed method can be used by cognitive radio (CR) systems to shape the spectrum of OFDM signals and to minimize interference to licensed users (LU), or to reduce the size of guard bands used in conventional OFDM systems.     

Control information transmission without resource consumption for PAPR reduction of OFDM signal

A peak-to-average power ratio (PAPR) reduction method for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals is proposed that requires no additional resources to transmit side information. The approach used to reduce PAPR is based on selected mapping (SLM). SLM produces several candidates of OFDM symbols, the subcarrier phases of which are rotated, and the OFDM symbol that yields the minimum PAPR is selected and transmitted to the receiver. To cancel the rotation used to generate the original signal at the receiver, transmission of side information using a time slot is usually required. This decreases the efficiency with which data can be transmitted. The proposal is to modify SLM so as to implant the side information into the OFDM data symbol. This results in no efficiency loss. Additionally, the error rate in estimating the side information is extremely low when enough subcarriers are used to carry the side information. The performance of the method is confirmed by numerical simulation. The PAPR improvement equals that of the original SLM. The implanted side information was transmitted with high reliability.     

基于高阶累积量的OFDM信号调制识别技术

为解决非合作通信系统中OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交频分复用技术）信号的调制识别问题,提出一种基于四阶累积量的OFDM信号调制识别新方法。该方法利用OFDM信号时域包络具有渐近高斯性的特点,对已有基于累积量的识别方法进行改进,通过计算截获信号的复中频信号模值的四阶累积量,提取OFDM信号与单载波信号的分类特征量,对OFDM调制信号进行识别。该算法与已有的基于累积量的识别方法相比,计算量大大减小,且具有较好的识别效果。仿真实验表明SNR高于-2dB时,正确识别率大于99%,证明了该算法的有效性。     

Analysis of the Narrowband Interference Effect on OFDM Timing Synchronization

In OFDM systems, the symbol timing synchronization is needed to find an estimate of where the symbol starts. The most popular of the pilot-aided timing estimators is the one proposed by Schmidl and Cox (S&C) ["Robust Frequency and Timing Synchronization for OFDM," IEEE Transactions on Communications, vol. 45, no. 12, pp. 1613-1621, Dec. 1997]. Generally, the proper action of the timing estimator may be strongly affected by the presence of disturbances, like narrowband interference (NBI) signals. This paper investigates the effect of NBI signals, which may arise in the OFDM band as the spectrum becomes more crowded, on the timing synchronization for OFDM systems. The performance of the S&C symbol timing synchronizer is evaluated in an analytical way in the presence of narrowband interferers. Also, the probabilities of both missing and false detection of a training sequence are addressed. Further, simulations have been carried out to verify the validity of the approximations in the analysis.     

OFDM系统数据与训练序列的一种分离技术

在采用部分功率训练序列同步的OFDM系统中[1],训练序列会对OFDM承载用户数据的检测造成严重干扰.本文针对每个无线分组包中只有一个OFDM符号,即训练序列和用户数据同时在一个OFDM符号时间内发射,提出一种抑制训练序列干扰的方法,在接收机中分离训练序列、OFDM承载的用户数据.在室内多径衰落信道的条件下,本文分析和仿真了训练序列和OFDM承载用户数据的分离性能,结果表明,分析与仿真结果相近,分离效果明显.     

一种基于二次谱线生成的码速率识别方法

为了提高正交频分复用(OFDM)系统的解调性能,提出了一种用于OFDM系统的码速率识别方法.首先对OFDM信号分段作快速傅里叶变换(FFT)得到信号谱线序列,选择适当的谱线重构为辅助信号序列,再根据该辅助信号序列进行二次谱线生成.通过第二次生成谱线的间隔值与门限值的比较,可实现对码速率的识别.理论分析和仿真试验证明了本方法的有效性.在信噪比大于3 dB时,识别率在90%以上.     

OFDM信号的盲侦察技术分析

正交频分复用传输系统,以其可对抗频率选择性衰落,高频谱利用率等优点,得到了广泛的应用。论述了正交频分复用(OFDM)信号非协作接收中的某些关键算法,研究了基于循环前缀的符号同步算法及最大联合似然估计(ML)算法、基于高阶累量的OFDM信号调制样式识别算法,解决了OFDM信号和常规通信信号之间的类间信号识别问题。仿真结果进一步说明了该方法的有效性。     

一种改进的基于训练序列的OFDM符号同步算法

同步对于OFDM(正交频分复用)系统非常重要。针对S&C算法和Park算法定时模糊的问题,提出一种改进的符号同步算法。该算法先通过接收信号与训练序列进行互相关确定OFDM符号的可能起始位置,然后再滤波进一步确定OFDM符号准确的起始位置。仿真结果表明:改进算法的定时度量在低信噪比和多径衰落信道环境下都具有脉冲型峰值,较传统方法有较小的均方误差。     

Blind estimation of symbol timing and carrier frequency offset inwireless OFDM systems

Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems are highly sensitive to synchronization errors. We introduce an algorithm for the blind estimation of symbol timing and carrier frequency offset in wireless OFDM systems. The proposed estimator is an extension of the Gini-Giannakis (see IEEE Trans. Commun., vol.46, p.400-411, 1998) estimator for single-carrier systems. It exploits the cyclostationarity of OFDM signals and relies on second-order statistics only. Our method can be applied to pulse shaping OFDM systems with arbitrary time-frequency guard regions, OFDM based on offset quadrature amplitude modulation, and biorthogonal frequency-division multiplexing systems. We furthermore propose the use of different subcarrier transmit powers (subcarrier weighting) and periodic transmitter precoding to achieve a carrier frequency acquisition range of the entire bandwidth of the OFDM signal, and a symbol timing acquisition range of arbitrary length. Finally, we provide simulation results demonstrating the performance of the new estimator