基于深度学习的OFDM系统窄带干扰消除方法研究

针对正交频分复用（OFDM）系统中的窄带干扰（NBI）引起的性能下降,提出了两种基于深度学习（DL）的窄带干扰消除结构。在两种结构中,首先分别对接收信号进行预处理,然后利用卷积神经网络（CNN）从时域上对经过预处理的数据进行特征提取并获得干扰估计,最后将干扰估计量从接收信号中消去。仿真结果显示,两种结构可以有效学习出OFDM系统中的窄带干扰,并提升系统性能。     

OFDM系统中减小ICI的分组共轭法研究

以无线移动环境下的OFDM系统为研究对象,围绕载波间干扰（ICI）的消除进行研究。虽然一些传统的ICI消除算法能够达到一定的消除效果,但是还存在着精确性不足,缺少必要的数学分析等缺点。对比之前的ICI自消除算法, 改进了系统模型,提出了一个新的有频率偏移误码率分析方法和降低OFDM数字通信系统中载波间干扰的方法,即分组共轭消除算法。还分析了其得以实现的数学方法,仿真分析的结果展示了这种方法与其他方法的比特误码率（BER）性能对比。     

OFDM系统中联合抑制ICI的算法

针对正交频分复用（OFDM）系统中由频率偏移引起的子载波间干扰（ICI）的问题,提出了一种基于对称子载波的ICI自消除算法。该算法将互为相反数的发送符号映射到对称的子载波上,并在接收端将解调信号进行线性组合。为了进一步降低ICI,将基于对称子载波的ICI自消除算法与时域加窗相结合,即在发送数据符号之前,与升余弦函数相乘。对算法进行仿真实验,相对于相邻符号自消除算法,该算法减小了子载波间的干扰系数;加窗后OFDM符号频谱的边瓣衰减速度快,最大可衰减至－40 dB;对于系统的信号干扰比性能（SIR）,加窗后的算法同相邻符号自消除算法相比可提高8 dB左右;在信噪比较大的情况下,改善了系统的误码率。仿真结果表明,所提算法能够抑制ICI,提高系统抗干扰性能。     

OFDM通信中超前多径抑制的交叉频率分组法

正交频分复用(OFDM)技术具有频带利用充分、传输数据率高的优点,通常利用加入保护时间来抑制多径干扰。但是用于浅海远程水声通信时,由于信道恶劣,可能存在多条能量较大且在时间上超前主路径的多径干扰,此时保护时间的作用将被破坏,导致ISI和ICI增大,误码率显著增加。为了解决这一问题,该文针对水声环境和OFDM的特点,提出一种新的OFDM交叉频率分组(CrossFrequencyGrouping,简写为CFG)方法。该方法改变了传统OFDM符号的数据格式,相邻符号采用不同组合的子载波频率来抑制超前多径干扰。仿真结果表明,采用CFG方法的OFDM系统,可显著提高对超前多径干扰的抑制能力,有效提高水声通信系统的可靠性,减小误码率。     

STC-OFDM系统改进的消除串行干扰算法

STC-OFDM系统有效弥补了正交频分复用多址系统中符号间干扰和频率选择性衰落等不足,但存在如何有效抑制因多天线传输产生的相互干扰问题.为此,提出了一种结合信道频率响应恢复和串行干扰消除来抑制干扰的改进算法,该算法在串行干扰消除之前先对导频进行信道频率响应恢复,减小估计对信道频率响应的影响.仿真实验表明,该算法能进一步改善STC-OFDM系统比特误码率并进而抑制相互干扰.     

一种OFDM系统中的符号定时同步方法

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)足一种高效的数据传输技术,具有良好的抗频率选择性衰落能力,并且提高了频谱利用率.但是OFDM对同步误差十分敏感,特别是符号同步误差.这样会导致解凋性能迅速恶化,从而使整个OFDM系统性能下降.传统的MLE算法虽对符号定时估计很有效,但在ISI干扰情况下性能不高,Schmidl提出的利用训练序列的同步算法虽对符号定时估计很有效,但在ISI干扰以及低信噪比情况下性能不高.通过对Schmidl算法的改善,提出了一个新的改善算法.通过Matlab的模拟仿真表明,在信噪比较低时,新的算法定时估计性能优于Schmidl的算法.     

基于LMS算法的UFMC系统自适应干扰消除

通用滤波组多载波(UFMC)技术是5G中的候选波形,能够支持异步传输。但是UFMC系统与OFDM系统一样,对载波频率偏移比较敏感,载波频率偏移导致子带内载波间干扰(ICI)和子带间干扰(IBI),从而使系统的性能急剧下降。提出了一种在通用滤波组多载波(UFMC)系统中消除干扰的方法。该方法采用了最小均方自适应算法(LMS),主要对2N点FFT的输出进行处理,通过多次迭代运算和滤波处理,使得接收机中频率偏移误差接近于零,这样可以消除在接收信号中由于频率偏移而产生的干扰。仿真结果表明,在频偏纠正后UFMC系统有较好的误比特率性能。     

基于前导干扰消除的FBMC系统加权信道估计算法

针对FBMC系统信道估计时存在虚部干扰问题,提出一种新的信道估计算法。首先,该算法采用了基于虚部干扰消除的新导频结构;然后,利用两列导频分别作粗信道估计;最后,对粗信道估计采用加权方式进行精信道估计,进一步提高信道估计性能。仿真结果表明,与传统虚部干扰消除算法（IIE）相比,新导频结构算法在误码率为1%时,可获得1~2 dB的性能提升。     

盲信号的窄带噪声抑制系统

考虑到扩频信号在传输过程中所受到的窄带干扰可能是未知的,即干扰信号是盲信号.本文在对受干扰信号样本进行频谱分析的基础上,估计出窄带噪声的频率和幅度,设计一个通过数次频率估计和数次陷波的基于盲信号的窄带噪声抑制系统.仿真结果证实,该系统较好地抑制了干扰信号中的多个窄带噪声,而且系统的设计具有通用性.     

窄带干扰环境下直扩信号伪码周期估计

研究扩频通信技术中信号优化问题,信道的干扰影响直接序列扩频信号(DSSS)传输的正确性,给直扩信号参数检测与估计带来了困难,需要一种有效的算法来增强抗干扰能力。为了解决上述问题,利用变化域的FFT重叠变换干扰抑制提供一种最有效的方法,可通过对DSSS信号加窗处理和重叠变换,使信号频谱泄露大为降低,而且使信号的损失也大为减小,使误码率可以降到很低。另外提出一种FFT重叠变换干扰抑制算法和信号功率谱二次处理的联合估计窄带干扰环境下DSSS信号的伪码(PN)周期并进行仿真。仿真结果表明,算法在较低的输入信噪比和低信干比条件下能准确地估计DSSS信号PN码周期,证明了FFT重叠变换干扰抑制算法的有效性。     

直接序列扩频系统中的窄带干扰抑制

扩频技术在新兴的个人无线通信中得到了广泛的应用。由于可用频带的限制,扩频通信系统要与现有的窄带通信系统共享相同的频带,而且扩频信号的幅度相对于窄带信号的幅度要小很多。尽管扩频通信系统自身具有抗窄带干扰的能力,但当存在窄带干扰的时候,有效的窄带干扰抑制技术可以提高系统性能。该文主要对最小均方误差检测技术抑制窄带干扰进行了研究,分析了其性能及自适应算法的实现。仿真结果证明,应用最小均方误差检测可以有效地对抗数字窄带干扰。     

Analog study of near-field focusing and subwavelength imaging with nonlinear transmission-line metamaterial

In this paper, we report an analog study of realizing near-field focusing and near-perfect imaging at harmonic frequencies using a two-dimensional （2D） left-handed nonlinear transmission line （LH NLTL） meta- material. Firstly, we give a detailed procedure of designing LH NLTL and right-handed （RH） transmission line media that match with each other at harmonics. Then, through microwave circuit simulations, we observe strong surface waves at the boundaries between RH and LH NLTL metamaterials, which are consistent with the theoretical analysis of an LH linear superlens. Finally, we show that the LH NLTL metamaterial can act as a flat nonlinear lens that can create, with a Subwavelength resolution, an image of harmonic fields of the source which is opaque at the fundamental frequency.     

地空信道下基于OFDM/OQAM系统的时频同步算法

针对正交频分复用/交错正交幅度调制（OFDM/OQAM）系统无循环前缀而对时偏误差敏感,以及在具有大多普勒频移的快时变地空信道下对频偏估计要求较高的问题,提出了一种适用于地空信道OFDM/OQAM系统的自相关估计（ACE）时频同步算法。该算法中符号定时采用较少的辅助序列实现快速捕获和定时,频偏估计通过优选同步自相关序列进行两次自相关运算,将两次运算估计的频偏值进行加权平均,获得最终频偏估计值。在计算机上进行仿真,其中与改进最小二乘（MLS）算法和训练序列（TR2）算法相比,ACE算法符号定时相关峰值对比度提高至原来的3倍;在飞行状态下系统误码率（BER）为10^-2时有10dB信噪比增益,在地空信道到达状态下BER为10^-3时有3dB信噪比增益。仿真结果表明,ACE算法进一步提升了时频同步精度和误码性能。     

OFDM水声通信载波频偏估计LS拟合算法

OFDM水声通信系统对载波频率偏移非常敏感,很小的频率偏移就会使系统的性能显著下降。首先分析了由载波引起的载波间干扰,将其等效为系统信噪比的降低。针对OFDM系统利用循环前缀的频率偏移估计精度不高的问题,提出了一种基于循环前缀的频偏估计LS拟合算法（CPLS）,该算法可显著提高频率偏移的估计精度。研究结果表明,同利用循环前缀的频率偏移估计方法相比,基于循环前缀频率偏移LS拟合算法的OFDM水声通信系统能够工作在更低的信噪比情况下。     

基于MAP算法的OFDM系统迭代信道估计

提出一种运用在OFDM系统中的迭代最大后验概率信道估计方法。译码器利用信道估计值形成译码模块的软信息,通过交织,反馈到信道估计模块中,使外信息在信道估计模块和译码模块之间循环迭代。信道估计模块中采用线性最小均方误差算法对信道参数进行估计。通过信道估计模块和译码器之间软信息的循环迭代,充分利用有效的外信息,降低误码率,提高OFDM系统的性能。     

一种新的变步长频域块LMS算法

针对现有直接序列扩频（DSSS）通信抗干扰系统中的传统频域块最小均方误差（FBLMS）算法在收敛速度和稳态误差之间存在矛盾的问题,提出了一种新的变步长算法--VSS-FBLMS算法,该算法通过输出信号中剩余干扰所占整体噪声信号的比例来调节变步长因子,步长因子随着干扰的被滤除而逐渐减小,使得DSSS通信抗干扰系统获得更好的抑制干扰效果。首先对传统FBLMS算法的DSSS抗干扰系统进行了介绍,然后对提出的VSS-FBLMS算法进行分析,最后将新算法和传统算法加入DSSS通信抗干扰系统中进行仿真对比。理论分析和仿真结果表明,VSS-FBLMS算法不仅可以有效滤除窄带干扰,而且抗干扰性能优于传统FBLMS算法,收敛速率和稳态误差也都优于传统FBLMS算法。     

Blind synchronization scheme using the conjugate characters of the OFDM BPSK-modulated symbol

Previously, Beek?s scheme for timing and frequency offset estimation in the OFDM system employs cyclic prefix (CP) has been proposed under the assumption of independent identified distributed (i.i.d.) OFDM symbols. Actually, the real data in the OFDM modulated symbol, transferred by the inverse fast Fourier transform (IFFT), has the characters of complex symmetry. With these characters, more information in the whole OFDM symbol could be used for the timing and frequency offset estimation. In this paper, two conjugate symmetry characters of the OFDM BPSK-modulated symbol are used to achieve blind timing estimation algorithm in the OFDM systems. One is symbol-based symmetry and the other is CP-based symmetry. With these two conjugate characters applied to the proposed algorithm, the timing of the OFDM BPSK-modulated symbol could be derived. Under an AWGN channel, based on the performance of lose symbol timing rate and estimator mean square error, the proposed algorithm is with a tremendous improvement compared with Beek?s estimation method. Under a multipath fading channel, the results show that performance including lose symbol timing rate and estimator MSE with the proposed algorithm is better than those algorithms with Beek?s estimation method. In practical OFDM applied system, the OFDM BPSK-modulated symbol could be used to replace the preamble or training sequences in the standard to obtain an accurate timing and frequency offset estimation and to avoid the data rate decreasing with the proposed algorithm.     

OFDM系统中基于插值的频率同步

发送端和接收端时钟振荡器的不匹配以及多普勒偏移导致了载波频率偏差.在正交频分复用(OFDM)系统中,这种频率偏移会使信号产生很大的误差,严重影响系统的性能.因此在收发两端进行载波频率同步减小这种偏移是非常必要的.文中提出了一种OFDM系统中基于插值的载波频率同步算法,该算法仅需要一个OFDM训练符号,采用最大似然估计,完成频率偏移的捕获,在算法实现中,插值操作通过频域的循环卷积来完成.基于插值的同步算法独立于可能发生的载波相位偏移,具有很高的稳定性.仿真结果表明,作为一种捕获阶段的同步算法,能够给跟踪阶段一个很好的起点,从而改善系统整体性能.     

地空信道下基于OFDM/OQAM系统的信道估计研究*

针对地空信道时变快,正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统存在固有干扰的问题,提出一种信道估计算法。该信道估计算法包含一种新型的梳状导频结构和一种改进的线性插值算法。提出的新型梳状导频通过将导频周围数据置零来消除系统的固有干扰和减小子载波间干扰对信道估计的影响,且导频分布在整个时间轴上,因而可以较好的跟踪信道状态;改进的线性插值算法通过在时域插零,来减小信道噪声和系统干扰对信道估计的影响。仿真结果表明,提出的梳状导频相比于传统梳状导频具有较好的优势,可有效提高系统的抗误码性能;改进的线性插值算法相比于传统插值算法可有效提高系统的可靠性。