正交频分复用技术及其在4G移动通信中的应用

正交频分复用（ OFDM）技术是一种特殊的多载波数字调制技术。由于OFDM的各个子载波存在正交性,极大地利用了频谱资源,所以在一定程度上缓解了未来频谱资源紧缺的问题;OFDM有良好的抗码间干扰能力和对抗频率选择性衰落,能够适应未来无线通信无失真高速数据传播的要求;各个子信道的调制和解调能用FFT和IFFT实现,因而能够满足无线通信系统中的业务要求。文中首先介绍了OFDM技术的基本原理,接着阐述了它的优势以及需要克服的缺陷,再分析了4G移动通信技术的特点,最后讨论了OFDM技术在4G移动通信系统中的应用。     

OFDM系统中基于导频的信道估计算法的比较

正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制技术,它能有效地克服多径干扰和码间干扰,是第四代移动通信的核心技术。对OFDM系统中基于导频的信道估计技术进行了比较。重点介绍了几种常用的信道估计算法、LS算法、LMMSE算法、SVD算法及DFT和DCT两种变换域算法,并给出了这些算法的仿真实现。     

OFDM——第四代移动通信的主流技术

正交频分复用（OFDM）是一种特殊的多载波数字调制技术。不像常规的单载波技术,如AM/FM（调幅/调频）在某一时刻只用单一频率发送单一信号,OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰,同时又提高了频谱利用率。OFDM已经吸引了许多世界级电信设备制造商包括Alcatel-Lucent,Nortel（北电网络）,Cisco,Nokia等公司的极大兴趣和认可,纷纷开始对其关键技术和标准进行研究和开发,希望能够在无线通信领域新的潜在市场中首先占领制高点,一些公司希望OFDM能推动更高速的第四代移动通信系统（4G）的形成。人们开始集中越来越多的精力开发OFDM技术在移动通信领域的应用,在无线宽带接入及未来4G领域中,OFDM技术都将成为继CDMA技术之后的又一核心技术。介绍了OFDM的原理和技术优势,分析了现存几种类型OFDM技术的特点,展望了OFDM标准化和在第四代移动通信系统的应用。     

OFDM系统中信道估计的研究

正交频分复用（OFDM）用于第四代移动通信系统,而OFDM的信道估计是一项关键技术。总结了基于导频辅助的信道估计常用算法,研究了LS、MMSE和改进的LMMSE算法的原理及其在OFDM信道估计中的应用。结合仿真对信道估计算法进行了分析与讨论。结果表明正交频分复用系统性能的提高是以系统的复杂度为代价的。     

基于MATLAB的OFDM系统仿真及性能分析

正交频分复用（OFDM）是第四代移动通信的核心技术.该文首先简要介绍了OFDM基本原理,重点研究了理想同步情况下,保护时隙（CP）和不同的信道估计方法在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对OFDM系统性能的影响.在给出OFDM系统模型的基础上,用MATLAB语言实现了整个系统的计算机仿真并给出参考设计程序.最后给出在不同的信道条件下,保护时隙、信道估计方法对OFDM系统误码率影响的比较曲线,得出了较理想的结论.     

OFDM-第四代移动通信核心技术分析

移动通信的快速发展使得人们对于通信的要求越来越高,第四代移动通信应运而生,其关键技术OFDM是第四代移动通信的核心技术,适合于将高速数据在环境复杂的无线信道中传送。它能够有效减小多径效应的影响,从而达到消除码间干扰等来提高信道利用率的目的。     

一种新型MIMO-OFDM自适应传输方案

论文将MIMO技术中的多天线思想与自适应OFDM技术相结合,提出一种新型的MIMO-OFDM自适应传输方案。通过信道矩阵的奇异值分解将多天线转化为多个并行的子信道,这样就可以把单天线OFDM的自适应传输技术应用于MIMO-OFDM系统。仿真结果表明,该系统性能比自适应SISO-OFDM系统有显著提高。     

多径瑞利衰落信道下OFDM系统仿真

正交频分复用(OFDM)技术是下一代移动通信的核心技术之一.重点研究了多径瑞利衰落信道下最大多径时延对基于OFDM技术的通信系统性能的影响.根据OFDM基本原理构建了一个OFDM无线通信基带系统仿真模型,信道带宽为15MHz.调制方式为16-QAM,编码方式采用码率为1/2的卷积,模型采用了60个子载波,并插入了循环前缀.分析了系统抗多径干扰的性能,比较了不同信道下系统的误码率,以及不同的保护间隔长度下系统的误码率.表明在瑞利衰落信道下OFDM技术具有良好的抗多径干扰的性能.     

OFDM水声通信系统联合信道估计的同步算法研究

正交频分复用（OFDM）技术是目前无线通信领域的研究热点之一。本文提出了一种改进的载波频偏估计方法和信道估计方法,并将这两者与一种高精度的符号同步方法相结合,充分利用了三者的优点,提高了信道估计的精确度,改善了系统的性能。本文还在多径信道下对设计出的OFDM水声通信系统进行了仿真,对采用频偏补偿和符号同步的信道估计性能进行了分析。     

OFDM水声通信信道估计技术研究

水声信道是一种极其复杂多变的时—空—频变信道,其信道窄、强多径干扰、信号起伏衰落严重,一直是水下信息可靠高速传输的主要障碍。正交频分复用(OFDM)是近年来数字通信中流行的一种并行传输新技术,其核心思想是将整个可用频带分割成多个正交子信道,将待传输的高速串行码流并行地调制在这些子信道载波上。主要研究利用三种不同的导频图案对OFDM水声通信信道进行估计,并通过仿真的方式来分析不同导频图案下信道估计的性能。     

A high performance parallel Radon based OFDM transceiver design and simulation

A major goal of the next-generation wireless communication systems is the development of a reliable high-speed wireless communication system that supports high user mobility. They must focus on increasing the link throughput and the network capacity. In this paper a novel, spectral efficient system is proposed for generating and transmitting two-dimensional (2-D) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols through 2-D inter-symbol interference (ISI) channel. Instead of conventional data mapping techniques, discrete finite Radon transform (FRAT) is used as a data mapping technique due to the increased orthogonality offered. As a result, the proposed structure gives a significant improvement in bit error rate (BER) performance. The new structure was tested and a comparison of performance for serial one-dimensional (1-D) Radon based OFDM and parallel 2-D Radon based OFDM is made under additive white Gaussian noise (AWGN), flat, and multi-path selective fading channels conditions. It is found that Radon based parallel 2-D OFDM has better speed and performance than serial 1-D Radon based OFDM.     

基于信道特征和随机插值的物理层算法

分析无线通信系统当下的安全现状及保护物理层安全的必要性,结合无线信道的密钥生成方法,提出一种基于正交频分复用（OFDM）系统并行调制特点的随机插值的物理层安全算法。该算法的核心思想是在共享密钥的控制下,通过对快速傅里叶逆变换（IFFT）后输出的数据符号进行随机插值,将原OFDM符号重构,使得非法用户难以正确解调信号,达到保护传输信息安全的目的。该算法基于物理层加密,可更好地保护空中接口和无线链路,并行加密的过程也降低了通信系统实现的复杂度。通过理论分析及仿真实验表明,新算法可有效对抗各种非法攻击,同时对通信系统的固有性能影响较小,且能较好地适应多径信道,表现出不错的抗多径衰落能力。     

The performance of multiwavelets based OFDM system under different channel conditions

In wireless communication reception, the reliability of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is limited because of the time-varying nature of the channel. This causes inter-carrier interference (ICI) and increases inaccuracies in channel tracking. This can effectively be avoided at the cost of power loss and bandwidth expansion by inserting a cyclic prefix guard interval before each block of parallel data symbols. However, this guard interval decreases the spectral efficiency of the OFDM system as the corresponding amount. Recently, it was found that based on Haar-orthonormal wavelets, discrete wavelet-based OFDM (DWT-OFDM) is capable of reducing the inter symbol interference (ISI) and ICI, which are caused by the loss in orthogonality between the carriers. DWT-OFDM can also support much higher spectrum efficiency than discrete Fourier-based OFDM (DFT-OFDM). In this paper the DFT-OFDM is replaced by Multiwavelets OFDM (DMWT-OFDM) in order to further reduce the level of interference and increase spectral efficiency. It is found that proposed Multiwavelet design achieves much lower bit error rates, increases signal to noise power ratio (SNR), and can be used as an alternative to the conventional OFDM. The proposed OFDM system was modeled tested, and its performance was found under different channel conditions.     

矿井透地通信系统中的定时同步研究

对矿井透地通信系统中的定时同步问题进行了研究。首先以大地信道为对象构建了简单的弹性波介质模型,计算得到该模型的多径延时为20 ms;其次在Matlab环境中仿真并对比分析了非数据辅助定时定时同步方法和数据辅助定时同步方法在透地通信系统定时同步应用中的性能,得出非数据辅助定时同步方法对透地通信系统的信号功率要求较高、数据辅助定时同步方法具有较高可靠性且更适合透地通信系统的结论;最后对采用数据辅助定时同步方法,当OFDM信号的循环前缀长度分别为最大时延的0.5倍、2倍、4倍,信噪比为0~18 dB的透地通信系统解码误码率进行了仿真研究,结果表明,当OFDM信号的循环前缀长度大于最大时延的2倍、信噪比大于16 dB时,透地通信系统的解码误码率可达10-5数量级,从而验证了数据辅助定时同步方法应用于透地通信系统同步解码时的可靠性。     

基于OFDM的水声通信算法

在水声通信领域,基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）的通信技术是最直接和最有效的手段之一. 但是水声通信信道是多变的和复杂的,在传输的过程中可能会受到多途扩展严重、可用带宽有限和高噪声等不理想因素的影响,导致无法恢复出原始数据,所以保证数据的可靠性传输是极其重要的. 本文在原有的OFDM通信基础上加入了交织技术、chirp扩频技术、加窗以及chirp同步技术,并通过对MATLAB的仿真和实验分析,验证了该系统的可行性,最后通过对比加入噪声、多径和多普勒效应的误码率曲线图,说明了该系统的性能和抗干扰能力.     

电力线信道模型下OFDM通信系统的Simulink仿真研究

电力线通信技术是具有良好发展前景的一种宽带接入方式,但是噪声干扰严重,通信环境恶劣,正交频分复用是解决电力线通信问题的有效方法。文章运用Simulink建立了基于时间流的电力线通信信道模型和OFDM基带通信模型。通过对电力线信道模型下的采用OFDM的通信系统模型进行仿真验证,结果表明可以通过适当的编码和调制方式来提高系统的可靠性,并定性地分析了编码和误码率、调制方式和误码率之间的关系。     

基于正交频分复用调制的物理层并行插值加密算法

针对传统链路层安全机制不能从根本上保护无线通信系统信息传输安全的问题,提出了一种基于正交频分复用（OFDM）系统并行调制特性和物理层安全的并行插值加密算法。首先,根据OFDM系统调制的子载波数目确定插入符号个数,并通过密钥控制生成插入符号位置;然后,取出对应插入位置前后的原OFDM符号,并计算其平均值作为插入符号;最后,在反快速傅里叶变换（IFFT）后完成伪随机插值。与传统链路层安全机制相比,所提算法能实现调制符号整体加密,保证了信令、标志及数据信息的安全,并有效降低了算法实现复杂度。仿真实验结果表明,该算法能有效抵抗各种窃听攻击,对通信系统固有性能影响小,能较好地适应高斯信道和多径信道,且表现出一定的抗多径衰落能力。     

基于Systemview的OFDM系统仿真分析

正交频分复用被看作是第四代移动通信的核心技术之一,在高速数据传输中得到了广泛的应用.本文介绍了OFDM的基本原理,给出了OFDM系统的基本框架,并基于Systeinview建立了OFDM系统的仿真模型.分析了采用编码和交织的系统性能并给出了仿真结果.为进一步研究OFDM系统性能提供了一个通用的平台.