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.     

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。     

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.     

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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

一种基于Chase的RS码代数软判决译码算法

为了提高RS码的纠错性能,本文提出了一种基于Chase的代数软判决译码算法,称为Chase-ASD.该算法充分利用了接收比特的可信度信息,但运算复杂度较高.针对该算法运算复杂度高的问题,本文进一步给出了简化的Chase-ASD算法.仿真结果表明,提出的Chase-ASD和简化的Chase-ASD算法均可比原ASD算法提供更多的译码增益.     

一种单载波MIMO系统的同步算法

单载波系统由于具有峰均功率比低,对频率偏差不敏感等特点一直以来受到关注,但现有公开的文献中还没有对与MIMO结合的单载波系统给出比较完整的解决方案。提出了一种适用于单载波MIMO系统的帧结构和同步算法,结合了迭代估计和分集合并的优点,仿真结果表明该算法在低SNR条件下可以解决单载波MIMO系统的同步问题。     

卷积码盲识别方法研究

提出了一种码率删除卷积码的盲识别算法.该算法基于卷积码的线性特性和校验性质,利用一种优化方法求解二元域线性方程组,估计出校验多项式矩阵,并建立删除卷积码的数学变换模型,由校验多项式矩阵估计出删除卷积码的源码生成多项式矩阵和删除模式.     

基于IEEE 802.11n无线局域网系统的符号同步

IEEE 802.11n无线局域网标准为了避免不必要的波束成型采用了循环移位机制,该机制对符号同步造成障碍,使得符号同步产生所谓的假多径问题。针对这个问题,本文提出了一种采用移位叠加的本地训练序列互相关的同步方法。通过对IEEE 802.11n无线局域网系统进行建模仿真,对新提出的方法和前人所提出的方法进行比较。最终验证该同步方法具有实用性,能够大幅度的提升同步的精度,使得符号同步的定位误差控制在2个采样点之内。     

一种卫星SCMA系统接收机同步算法

SCMA技术通过资源过载能够实现大规模用户的并发接入,非常适合物联网应用,但是SCMA解调性能受定时误差和载波频差影响较大。对此,文中通过基于导频的两阶段频差估计算法和ML相位偏差估计算法,实现大频差下的高精度频、相偏估计;通过SCMA和LDPC联合迭代,利用发送数据实现高精度定时误差估计。仿真结果表明,在AWGN信道下,载波同步算法采用优化的帧结构后可以获得距理想性能不到0.25dB的优异性能,定时同步算法在1次迭代下获得了距理想性能仅0.2dB的性能,在3次迭代下获得了与理想性能一致的优异性能,能适应大频差、高动态的卫星信道环境。     

Hybrid channel coding scheme for blind space-time coded MIMO systems

This letter proposes a hybrid use of channel codes in wireless systems employing multiple transmit/multiple receive antennas. We concatenate space-time codes (STCs) serially with low-density parity check (LDPC) codes and turbo codes. We show that by using these powerful coding schemes effectively, substantial performance improvements can be achieved. This is motivated by the need for a scheme that gives promising performance even when no training is available. The proposed scheme results in a desirable trade-off between performance and complexity.