Data-aided efficient synchronization for UWB signals based on minimum average error probability

One of the biggest challenges in ultra-wideband （UWB） radio is the accurate timing acquisition for the receiver. In this article, we develop a novel data-aided synchronization algorithm for pulses amplitude modulation （PAM） UWB systems Pilot and information symbols are transmitted simultaneously by an orthogonal code division multiplexing （OCDM） scheme. In the receiver, an algorithm based on the minimum average error probability （MAEP） of coherent detector is applied to estimate the timing offset. The multipath interference （MI） problem for timing offset estimation is considered. The mean-square-error （MSE） and the bit-error-rate（BER） performances of our proposed scheme are simulated. The results show that our algorithm outperforms the algorithm based on the maximum correlator output （MCO） in multipath channels.     

DTR-DS-BPSK超宽带通信系统的同步算法研究

分析了采用差分传输参考(differential transmitted reference)-直接序列扩频-二进制移相键控(DTR-DS-BPSK)方案的超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统的原理及其实现方案,在此基础上,提出了一种适用于DTR-DS-BPSK UWB通信系统的同步方案,并利用Matlab对该方案在室外环境下的捕获性能进行了仿真,从而为室外环境下超宽带通信系统的相关设计提供了依据.     

一种基于信道缩短的MB-OFDM UWB稀疏信道估计算法

在MB-OFDMUWB系统中,利用UWB信道的稀疏簇特性,提出一种基于信道缩短的MB-UWB稀疏信道估计算法。首先利用信道缩短滤波器来消除由于循环前缀长度不足造成信道间干扰和码间干扰,然后基于信道缩短后的接收信号,利用UWB信道的稀疏性,探测出非零值抽头的位置,避免了无谓的零值抽头估计,改善了算法的性能。仿真结果表明:当循环前缀CP长度小于信道长度时,LS算法和DFT算法逐渐失效,而新算法可以获得较好的估计性能。     

Fixed-point blind adaptive multiuser detection algorithm for IR UWB systems in multipath channel

Using the hypothesis that data transmitted by different users are statistically independent of each other, this paper proposes a fixed-point blind adaptive multiuser detection algorithm for Time-Hopping (TH) Impulse Radio (IR) Ultra Wide Band (UWB) systems in multipath channel, which is based on Inde-pendent Component Analysis (ICA) idea. The proposed algorithm employs maximizing negentropy criterion to separate the data packets of different users. Then the user characteristic sequences are utilized to identify the data packet order of the desired user. This algorithm only needs the desired user’s characteristic se-quence instead of channel information, power information and time-hoping code of any user. Due to using hypothesis of statistical independence among users, the proposed algorithm has the outstanding Bit Error Rate (BER) performance and the excellent ability of near-far resistance. Simulation results demonstrate that this algorithm has the performance close to that of Maximum-Likelihood (ML) algorithm and is a subopti-mum blind adaptive multiuser detection algorithm of excellent near-far resistance and low complexity.     

基于SISO的LDPC码盲译码算法研究

针对传统BP译码算法需要初始条件的缺点,本文提出了一种基于软输入软输出(SISO)的LDPC码盲译码算法,所提算法采用类似BP迭代译码算法步骤,通过对距离信息进行迭代处理,实现无需接收信号的信噪比和信道状态即可译码;同时,还将所提盲译码算法推广到多进制LDPC码的译码应用中。本文所提盲译码算法在初始状态难以确定以及接收信号信噪比难以估计的通信信道中具有重要价值。仿真结果表明,所提算法不论是在AWGN信道还是在瑞利衰落信道上都能取得优良的性能,不论是与标准BP译码算法还是与分层BP译码算法相比,在性能相近的情况下,计算复杂度都有所降低。     

Transmit-reference UWB system based on m-sequence codes

In this article,a novel transmit-reference(TR) signaling scheme is proposed for ultra-wideband(UWB) system,where by invoking m-sequence codes the reference and data pulses can be transmitted side by side to increase the data rate.This structure enables demodulation with a simple and practical autocorrelation receiver despite existence of severe inter-pulse interference(IPI).To evaluate detection performance of the new designs,closed-form expression for bit error probability(BRP) is theoretically derived and...     

一种OFDM系统同步参数盲估计方法

首先提出一种扩大周期平稳信号循环周期的方法，然后在此基础上提出一种基于信号周期平稳特性的盲同步参数快速估计算法，最后通过分析算法获得一种可以估计非整数倍样点周期时延和扩大频偏估计范围的方法，从而实现整个OFDM基带带宽范围内的频偏估计。理论分析和仿真结果表明，该算法仅用很少的OFDM符号就可以实现同步参数的估计、有好的抗噪特性、衰落信道适应性和高的估计精度。     

利用训练帧进行OFDM系统同步的新算法

本文主要讨论了OFDM系统的定时和频率偏差估计算法,针对现有的ML（最大似然）算法定量不够精确,频偏估计范围过小的缺点,提出了一种新算法,该算法利用OFDM训练帧进行定时估计和频偏捕获,结合ML算法进行频率估计,仿真结果说明,新算法克服了ML算法的缺点,能精确定时并进行较大范围的频偏估计。     

基于EEMD的全质心UWB室内定位算法

针对室内环境下的非视距(non-line-of-sight,NLOS)及多径(Multipath)传播给定位结果带来较大误差的问题,本文先将通过超宽带(ultra wideband,UWB)室内定位系统中的TOA模型测得的目标节点(携带定位终端的人或物体)分别到三个锚节点(下位机)的距离值进行集合经验模式分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)分析除噪,再运用三角形全质心定位算法求出目标节点在二维坐标系中的坐标值,最后从这一组定位结果中随机选一个坐标值作为目标节点最终的定位结果。结果表明:与传统的粒子滤波法、贝叶斯滤波法、BP神经网络法、泰勒级数法、小波滤波法等提高定位精度的算法相比,该算法提高了定位精度及鲁棒性等性能。     

超宽带信号同步的研究

针对TH调制PPM超宽带系统,给出一种解决IR-UWB通信系统信号捕获和定时同步方法。这种方法基于导频脉冲序列,接收机使用与导频脉冲序列相匹配的相关滤波器,通过观察相关器的输出信号,可以估计导频序列的存在,此外,相关器输出的峰值可以使接收机与发射机时间对齐,从而达到同步。采用仿真与理论分析相结合的方法,详细分析了AWGN和多径信道下的同步性能,结果表明,理论分析和仿真结果相吻合,利用导频脉冲序列在各种信道下均可获得很好的同步。     

一种基于新型同步算法的脉冲UWB能量检测接收器设计

在RFID和无线传感器网络等应用系统中,脉冲UWB(IR-UWB)技术的低功耗和低成本特点具有很大的优势。为了有效地降低功耗和成本,采用了一种基于能量检测,使用开关键控(OOK)调制的IR-UWB接收器,提出了一种使用能量补偿与自适应门限的新型同步与检测算法,此算法降低了接收器的能耗与硬件复杂度。通过对该接收器的仿真及用FPGA硬件实现,表明此算法降低了同步时的功耗及前导序列长度,提高了传输效率,同时保持了系统性能。测试结果表明此接收器架构能够满足在数据率10Mb/s时,功耗仅为1nJ/bit左右,具有低功耗、低复杂度的特点。     

FBMC-OQAM系统定时同步改进算法

针对具有偏移正交幅度调制的滤波器组多载波（Filter Bank Multicarrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC-OQAM）系统中目前存在的定时同步算法问题,提出了一种改进的定时同步算法。该算法利用两个特殊设计的符号,将其连续通过FBMC-OQAM系统后在时域形成共轭对称特性的信号。与现有的算法相比,该算法增加了计算相关序列的长度,但减少了训练符号,还去除了高旁瓣带来的干扰。理论分析与仿真结果表明,改进算法具有更好的定时同步性能。     

Compressed sensing based deconvolution algorithm for time-domain UWB channel modeling

Extracting the parameters of the multipath with high accuracy can be achieved by using high-resolution algorithm for time-domain ultra wideband (UWB) channel modeling.The CLEAN algorithm has been used ...     

一种采用干扰抑制技术的Chirp超宽带同步算法

时间同步是Chirp超宽带通信系统的主要挑战之一。文章通过对直接调制方式下同步误差对系统误码率的影响进行分析,证明随着时间带宽积的增大,对同步算法的精度提出了更高的要求。而常用同步算法对噪声很敏感,文章利用干扰抑制的思想提出了一种新的同步算法。由于利用干扰抑制提高了信噪比,文章算法跟常用算法相比,可以使系统性能有较大提高。     

基于压缩感知超宽带信号盲稀疏度信道估计

鉴于超宽带(UWB)信道估计要求预先给出信道才能精确重构的不足,研究了基于压缩感知的盲稀疏度匹配追踪类算法用于信道重建.这种盲稀疏度方法根据迭代终止条件和字典中最优原子选择方式的不同,设置迭代终止阈值和阶段转换阈值,通过可变步长的增大逐步逼近稀疏度,实现精确重建.仿真结果表明,相同条件下,基于此思想经过改进算法可有效用于解决实际UWB信道估计,较改进前算法估计性能相当,是一种具有应用价值的盲稀疏度重构方法.     

NLOS error mitigation with information fusion algorithm for UWB ranging systems

This article puts forward a scalar weighting information fusion (IF) smoother with modified biased Kalman filter (BKF)and maximum likelihood estimation (MLE) to mitigate the ranging errors in ultra wid...     

基于遗传算法的超宽带微带天线优化设计

将遗传算法应用于超宽带微带天线设计。建立了基于遗传算法和高频电磁仿真软件（HFSS）的优化工程。在此基础之上,优化设计出了一款超宽带微带天线。讨论了该优化工程的操作流程,并对天线特性进行了研究。研究结果表明：所设计天线在3.1~10.6 GHz频段内的回波损耗小于-10 dB,具有良好的超宽频带特性。     

ESYN：基于动态模型的高效同步聚类算法

基于动态同步模型,提出一种高效同步聚类ESYN算法。首先,根据非矢量网络的局部结构信息,提出节点相似度的定义,以准确描述节点间的链接密度;其次,利用OPTICS算法进行矢量化预处理,将非矢量网络转换为一维坐标序列;最后,在通用Kuramoto动态同步模型中,增加基于全局信息的耦合强度分析,同时不断增加同步半径,自动选取最优的聚类结果。在大量人工合成数据集和真实数据集上的实验结果表明算法聚类准确率较高。     

一种盲帧同步的搜索和定位策略

针对采用间隔式插入法同步的数据流,在未知帧长的情况下,讨论了其帧参数的泛搜索方法和带保护电路的帧同步信号的提取.仿真结果表明了该设计的正确性.     

一种改进的Turbo乘积码译码算法

针对Turbo乘积码(TPC)译码复杂度高、运算量大的缺点,分析了一种改进的TPC译码算法。该算法以Chase迭代算法为基础,通过对错误图样重新排序产生新的测试序列,其伴随式可从前次伴随式的基础上修正一位得到,大大简化了计算步骤。在AWGN信道下对新算法进行了Matlab仿真,结果表明,改进的算法在保持译码性能基本不变的前提下,提高了译码速度,降低了译码复杂度。