3GPP LTE中的OFDMA和SC-FDMA性能比较

在3GPPLTE系统的上行多址方式的研究中,正交频分多址接入（OFDMA）和基于傅立叶变换扩展的正交频分复用（DFT-SOFDM）以各自的优势成为热门的候选方案。由相同的仿真参数下的仿真结果来看：在未编码的条件下,当误码率（BER）为10^-3时,OFDMA优于DFT-SOFDM1dB;在采用Turbo编码的条件下,当BER为10-3时,OFDMA与DFT-SOFDM相比,有3dB的增益;在结合MIMO技术的系统中,OFDMA和DFT-SOFDM性能的差别将增大。由于OFDMA的峰值平均功率比（PAPR）可以降低到3GPP要求的6dB以下,OFDMA的链路级性能优于DFT-SOFDM。     

相关跳频序列的Viterbi译码算法及其纠错性能分析

该文分析了相关跳频通信系统中频率转移函数的纠错性能,将Viterbi算法应用于接收端跳变频点序列的译码,并结合相关跳频转移函数的特点对译码过程作出了改进.针对满足最大相关纠错性能的频率转移函数,详细分析了Viterbi算法的译码性能.仿真结果表明,通过相关纠错,对随机错误在低信噪比条件下可以获得5-8dB的增益.     

5G高速场景下随机接入前导设计和检测

针对5G高速场景下随机接入前导检测过程中大频偏导致峰值移位和能量泄露的问题，利用双共轭ZC（Zadoff-Chu）序列，构造了一种新的随机接入前导来消除整数倍频偏带来的峰值移位问题，并提出了一种小数倍频偏补偿算法补偿小数倍频偏导致的峰值能量弥散。所提方案的检测性能满足5G标准要求，并且在加性高斯白噪声信道和抽头延迟线信道中，当频偏大于子载波间隔时，所提算法的漏检率性能相较于限制集算法分别提升了1.3 dB和1.5 dB；当频偏大于两倍子载波间隔时，在限制集算法失效的情况下所提算法仍可以正确检测出前导。     

具有两级互碰撞特性的新型跳频序列集构造

为实现无线通信网灵活的多级误码率传输保证,从跳频通信的物理层技术出发,提出了一类随机性较好且具有两级互碰撞特性的新型跳频序列集。基于传统汉明最优跳频序列和代数变换,给出了一类满足两级互碰撞特性的跳频序列集的构造算法,通过实例和仿真分析了该跳频序列集的频点碰撞特性。与传统跳频序列集相比,该类跳频序列可提供两级灵活的互碰撞值,为实现跳频多址接入系统两级误码率传输保证提供了基础。该序列具有明显的性能优势,在未来民用和战术跳频通信中具有广阔的应用前景。     

一种改进基于门限的稀疏码多址接入低复杂度多用户检测算法

稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access, SCMA)作为一种基于多维码本的非正交多址技术,能有效满足5G的巨连接、高频谱效率和毫秒级时延需求。针对基于门限的消息传递算法(Message Passing Algorithm, MPA)存在低门限时误比特率(Bit Error Rate, BER)较高的问题,该文提出一种改进的SCMA多用户检测算法。所提出的算法在基于门限MPA的基础上,增加了对用户节点稳定性必要条件的判决,即只有符合门限条件并通过用户节点稳定性必要条件判决的用户才能被提前解码。这提高了提前判决码字的可靠性并减少了因变相硬判的检测机制造成的后验软信息损失。与基于门限的MPA相比,所提出的算法可使消息在低门限时迭代得更加充分,从而在低门限时仍然能够使SCMA用户获得较好的BER性能。仿真结果表明,在低门限时采用该文所提出的算法SCMA用户BER性能明显好于仅采用基于门限的MPA的BER性能。     

基于互相关协方差矩阵的改进多重信号分类高分辨波达方位估计方法

针对经典高分辨波达方位(DOA)估计方法在低信噪比下分辨性能较差的问题,该文提出一种适用于主动探测系统的基于互相关矩阵的改进多重信号分类(MUSIC)高分辨方位估计方法(I-MUSIC)。该方法首先利用主动声呐发射信号已知的特性,将发射信号与阵元接收信号进行互相关,利用互相关序列形成新的空域协方差矩阵,再进行特征分解。理论分析表明,互相关处理在抑制噪声的同时保留了阵元之间的相位信息,可以得到比MUSIC方法更准确的子空间划分,进而提高低信噪比方位估计性能。在此基础上,提出一种基于相关时间门限的改进MUSIC高分辨方位估计(T-MUSIC)方法,通过对互相关序列设置时间门限进一步提高方位估计信噪比。仿真结果表明,与MUSIC方法相比,I-MUSIC与T-MUSIC可以分别使低信噪比时的估计性能提高3 dB和6 dB,相应平均估计误差分别为原方法的77%和53%。在阵元间接收噪声存在相关性时,T-MUSIC与I-MUSIC方法相比可获得8 dB的估计增益,估计性能更优。I-MUSIC与T-MUSIC应用于多目标主动探测,可大幅提高探测系统在低信噪比下的方位估计性能。     

混沌扩频序列在多用户DS-CDMA系统中的应用

分析了混沌伪随机序列的自相关和互相关特性,采用Logistic序列作为扩频序列应用到多用户DS-CDMA系统中.分析了不同用户数下多用户干扰对系统BER的影响,并与M序列扩频系统进行了比较.计算机仿真表明,混沌伪随机序列具有优良的自相关和互相关特性,和传统的M序列相比,采用混沌扩频序列,可以大大降低系统的多用户干扰,使得系统的BER性能有大幅改善.     

基于DFT的信道估计算法在CO-OFDM系统中研究

信道估计作为相干光OFDM(CO-OFDM)系统的一种 关键技术对系统的性能有着十分重要的影响, 光纤通信系统通过信道估计,可以将信号经过光纤传输后的影响,如损耗、色散、非线性等 ,通过在发送 端发送已知数据,在接收端利用均衡等恢复出原始信号。本文首先介绍了相干光OFDM系统, 并使用 optisystem和matlab软件搭建了相干光OFDM系统仿真平台,提出了适用于相干光OFDM系统 的基于DFT 算法及其进一步的改进算法,并在此平台上进行了仿真试验。结果表明,基于DFT算法及其 改进算法能够 很好地提高相干光OFDM系统的传输性能,改进的DFT算法与DFT算法在BER的值 为10－4的条件下,有1dB的光信噪比增益;与LS算法比较, 有3dB的光信噪比增益。     

基于SC-FDMA系统的噪声估计算法研究

为了提高单载波频分多址接入(SC-FDMA)系统的性能,一种简单且有效的基于探测参考信号(SRS)的噪声估计算法是必要的.针对传统基于离散傅里叶变换(DFT)算法的缺陷,提出了一种改进的基于DFT的算法.另外,在该改进的基于DFT的算法的基础上,又通过增加汉宁窗进行修正,减小了高信噪比下信号能量的泄露.仿真结果表明,在低信噪比下,改进的基于DFT的算法的性能相比传统的算法性能上有4 dB的改善.但是,在高信噪比下,改进的基于DFT的算法的性能逐渐变差,而通过添加汉宁窗却能修正这一缺陷,使其性能得到至少4 dB的改善.     

混沌扩频序列在多用户DS-CDMA系统中的应用

分析了混沌伪随机序列的自相关和互相关特性,采用Logistic序列作为扩频序列应用到多用户DS—CDMA系统中。分析了不同用户数下多用户干扰对系统BER的影响,并与M序列扩频系统进行了比较。计算机仿真表明,混沌伪随机序列具有优良的自相关和互相关特性,和传统的M序列相比,采用混沌扩频序列,可以大大降低系统的多用户干扰,使得系统的BER性能有大幅改善。     

异步垂直空时结构中的功率扩展技术

在平坦衰落信道中,针对异步垂直贝尔实验室空时结构(V-BLAST)信号模型下,现有线性最佳检测算法误码率性能随信噪比提高改善缓慢的问题,提出一种基于功率扩展的迭代检测方法:发射端用功率扩展将发射信号扩展到整个空时信号块上,接收端进行基于功率扩展的迭代检测。同时,分析了所提方法在每次迭代检测后的误码率性能。分析和仿真验证了误码率性能的改进。在4发4收场景下,误码率为10-5时,相比于线性最优最小均方误差(MMSE)方法,获得了约6dB信噪比增益。     

一种基于分类搜索的Gold误码修正算法

扩频系统侦察对抗时,在低信噪比下估计得到的扩频码存在严重误码,会影响信号解扩解调质量.通过Gold码与其对应m序列优选对的基本特性结合互相关函数特征,提出了一种严格的Gold码分类,并得出一种基于分类搜索的误码修正算法,通过比较待测Gold码与各类样本Gold码互相关函数的三值分布特性,可以快速搜索准确定位到正确的Gold码,实现误码完全修正.当Gold码的误码率不高于11%时,算法可实现对误码的完全修正,能有效降低扩频信号盲处理的信噪比门限.     

基于G.9960协议的高阶QAM调制与解调

G.9960是国际电信联盟(ITU-T)制定的下一代家用网络标准,采用正交频分复用(OFDM)和高阶QAM调制相结合的技术,实现高速可靠的数据传输.将讨论高阶QAM调制和软解调的算法.偶数阶调制使用方形星座图,将格雷码形式排列的二进制序列,映射成复数点;奇数阶调制使用十字型星座,将格雷码形式的二进制序列映射为复数点后,再依据一定的规则加以旋转.基于Bahl等人提出的逐符号最大后验概率译码算法,推导了对数似然比计算公式;由于对数似然比计算涉及对数运算,因此利用取最大值代替指数对数运算来进行简化.仿真结果表明,在AWGN信道下,信噪比为8 dB时,使用简化的软解调算法,2048QAM-LDPC系统的误码率可达到3×10-5,4096QAM-LDPC系统的误码率可达到5×10-4.简化的软解调算法,计算量较小,误码率低,具有良好的性能.     

Optimization of High Performance Generation Method Based RoF System by Employing Optic Amplifier Link

Spread spectrum linked to optimization techniques play a very important role in today’s world. Optimization gives the best one among all the solutions and the spread spectrum is used to minimize distortion, hence optimized spreading code is very important in wireless communication. This study shows a comparison of two recent modified techniques of differential evolution (DE) with the help of engineering design problems and application of that modified DE, considering the better one, in wireless communication to optimize logistic map based spreading code. A comparative study of properties of both optimized and non-optimized spreading code is also discussed in this paper. The performance of the optimized spreading code is also evaluated with the help of bit error rate (BER) by applying it in static and dynamic direct sequence spread spectrum system (DSSS). The performance of the proposed technique (optimized dynamic logistic map code based DSSS) displays better results than non-optimized spreading code and orthogonal spreading code considering BER. Static optimization is improved by 40% than non-optimized static, dynamic optimization is improved by 70% than static optimization but orthogonal is showing 33% improvement comparing to static optimization and dynamic optimization is improved by 56% than orthogonal one. Therefore, the proposed method can be efficiently applied in the wireless communication system.

     

时变衰落信道中同步时间扩展信号的分集接收技术

扩频通信可以区分多径信号进行RAKE分集接收,是一种有效处理多径效应的手段。与此对应,时间扩展通信也可以在频域上进行类似RAKE的分集接收,有效处理时变衰落带来的影响。时间扩展会带来严重的符号间干扰,同步时间扩展可以有效控制和处理符号间干扰。基于信道分解的分集接收技术保证了同步时间扩展在时变衰落信道下的性能。获得10-4误码率,本文分集算法(扩展长度1024)在时变衰落信道中所需的信噪比与AWGN信道不分集处理所需的信噪比只相差1.4dB。     

Improved LDPC-based short-range frequency-hopping wireless communication system

In short-range wireless communication system(SWCS),the complex scenarios make its transmission face the diverse interference,and lower hardware resource leads to its limited anti-interference capability.To achieve the reliable transmission,a frequency-hopping-based SWCS (FH-SWCS)with improved LDPC (I-LDPC) code was constructed.In FH-SWCS,a low-complexity check-sum updating(LCU)algorithm was proposed to reduce the amount of computation.LCU-based multi-threshold bit flipping (LCU-MTBF) algorithm was given to increase the reliability of bit-flipping, improving decoding performance and reduce the complexity of decoding.The simulation results demonstrate that LCU is suitable for multiple hard decisions decoding algorithm,and it can reduce the computational complexity of original decoding algorithm without affecting its performance.When BER is 10^?5,and iterations number is 5,0.15dB performance gain can be achieved,and the number of additions algorithm can be reduced about 40% in LCU-MTBF.In FH-SWCS with I-LDPC,when BER is 10^?4,and SNR is 15dB,the performance gain about 7dB can be achieved to improve the anti-interference of the system effectively.     

Performance of a Modified Multicarrier Direct Sequence CDMA System

In this paper, we present an improved multicarrier direct sequence (DS) code division multiple access (CDMA) scheme by modifying the system originally proposed by Kondo and Milstein [13]. In this modified system, different spreading sequences multiplied by a data sequence modulate different carriers. This is to prevent the multiple access capability from reducing when the fading characteristics of different carrier frequencies are highly correlated. We have derived a formula which determines the mean values of the relative received signal strength in a single carrier DS CDMA rake system and in a multicarrier DS-CDMA system. We present results on the comparison of the bit error rate (BER) performance of the two systems including the effect of correlation between fading characteristics of different frequencies under various multipath fading conditions. The results indicate that with 50 users the modified multicarrier DS CDMA system can achieve an uncoded irreducible BER of 1.7 × 10^??3 with an average received signal-to-noise ratio per bit of 10 dB, which is better than 3.0 × 10^??3 achieved by the single carrier DS CDMA rake system, and also show that if multicarrier CDMA system is used with respect to single carrier CDMA system, the SNR gain is up to 4.5 dB for the uncode BER of 10^??3 being achieved.     

On the Performance of a Constellation-rotated Time-spreaded Space-frequency Coding Scheme for 4 × 1 MISO OFDM Transceivers

In this article, we propose a time-spreaded quasi-orthogonal space-frequency coded OFDM system with constellation rotation. A constellation rotated quasi-orthogonal OFDM system could offer full rate and full diversity in a frequency selective fading channel. Time spreading can give additional time diversity gain in a fast fading channel. Assuming that complex channel gains between adjacent subcarriers are approximately equal, we develop a coding scheme for 4 × 1 MISO transceiver and its BER performance is evaluated for different Doppler frequencies in an OFDM system. The simulation results show that 2 dB gain can be achieved at BER of 10⁻³ using the proposed scheme compared to a scheme without time spreading and constellation rotation when 512 subcarriers are used at maximum Doppler frequency of 300 Hz. Also, the proposed system is analyzed for different delay spread of the channel and the results show that if adjacent subcarriers are correlated, it is better in SF-OFDM decoding.     

OFDM系统中一种改进的信噪比估计算法

在OFDM系统,SNR承担着监控信号质量的责任.主要研究了基于LMMSE信道估计的信噪比估计.针对现有算法的复杂度高,信噪比估计有偏的问题,提出了一种改进的修正算法.该方法通过无偏的噪声估计以及前后OFDM符号之间的迭代来实现快速收敛,并且直接利用LMMSE信道估计过程的系数来计算修正因子,计算复杂度低.经仿真表明,所提方法在高SNR时估计精度可提高2dB,误码率也有0.3dB的提升.     

一种用于BICM-ID系统的新颖8APSK映射方案

为了能够通过高阶调制信号增加信道容量,提高编码增益和频谱效率,对8阶振幅移相键控(APSK)星座映射方案进行优化.基于欧氏距离设计准则提出一种新颖(2,6)-scheme 8APSK映射方案,并应用于联合准循环构造法构造的低密度奇偶校验(LDPC)(4599,4307)码的比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统中.信道容量仿真表明,所提方案在高、低信噪比区域都具有非常优越的互信息性能.误码率(BER)性能仿真表明,在BER为10-7时,联合LDPC(4599,4307)码的(2,6)-scheme 8APSK映射方案较(4,4)-scheme 8APSK映射方案、8PSK调制的格雷(Gray)映射、集分割(SP)映射、半集分割(SSP)映射分别提高了约0.45 dB、1.10 dB、1.62 dB、2.13 dB的编码增益.外附信息转移(EXIT)图仿真说明,所提方案能够更早地打开译码通道,从而更早地通过迭代来实现无错译码.