一种基于分数阶傅里叶变换的OFDM系统及其均衡算法

在快速时变信道环境下,由于子载波间干扰(ICI)的影响,传统OFDM系统性能有较大下降.本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换的OFDM系统,它用分数阶傅里叶变换代替傅里叶变换进行子载波调制与解调;同时,文中给出了最优分数阶傅里叶变换阶次的选取方法,并根据最小均方误差(MMSE)准则设计了分数阶傅里叶域乘性滤波器在接收端进行均衡.分析和数值仿真结果表明,最优分数阶傅里叶域的乘性滤波算法较频域方法有更好的均衡效果.     

基于LFM-OTDR的超长跨距光纤电力通信链路监测

为了降低电力通信系统中白噪声和随机多径噪声,提出了2种基于线性调频-光时域反射仪(LFM-0TDR)技术的监测方案,即单频LFM-0TDR方案和频分复用LFM-0TDR(FDM-LFM-0TDR)方案.该监测方案采用LFM光脉冲信号作为探测信号,利用分数阶傅里叶变换将后向散射回来的探测信号变换到分数阶傅里叶域进行信号处...     

基于多维扩展的正交时序复用波形框架及其性能分析

正交时序复用(OTSM)是一种适用于高速移动场景的低复杂度调制方法。然而,单一的波形设计方法难以满足多样化的应用需求和性能需求。因此,该文基于加权分数傅里叶变换(WFRFT)提出了加权分数沃尔什-哈达玛变换(WFRWHT),并提出了多维扩展的一体化的加权分数傅里叶变换-加权分数沃尔什哈达玛变换-正交时序复用(WFRFT-WFRWHT-OTSM)波形框架。通过对2维参数的灵活配置,该框架可退化为OTSM、正交时频空、混合载波、正交频分复用和单载波等波形,同时研究了采用高斯-赛德尔(GS)迭代均衡时一体化WFRFTWFRWHT-OTSM波形在时延-多普勒信道下的误码率(BER)性能以及峰均功率比(PAPR)性能。仿真结果表明,在不同时延-多普勒信道下,该框架可通过改变WFRFT和WFRWHT阶次实现更优的BER和PAPR性能。     

一种基于小波包的多载波数字AM系统

本文分析了基于正交幅度调制的小波包调制在不同信道模型下的性能,并对这种小波包多载波调制系统进行了性能仿真.通过与基于离散傅里叶变换的正交频分复用调制系统进行比较,探讨了小波包调制应用于数字调幅传输系统的可能性.     

基于离散分数阶傅里叶变换的二维跳频通信系统及性能分析

传统跳频(FH)通信技术具有抗干扰能力强、截获概率低等优点,广泛应用在军民领域。针对检测传统跳频的手段越来越成熟,信息易被截获的问题,该文借鉴正交频分复用(OFDM)系统框架,提出一种基于离散分数阶傅里叶变换(DFrFT)的时宽与起始频率跳变的分数阶跳频(FrFT-FH-VTFB)系统,设计了一种新的系统框架,实现信息隐蔽传输的同时,通过DFrFT的工程实现规避传统跳频工程应用中跳速受频率合成器限制的问题。该系统通过两组不同伪随机序列选取时宽与起始频率跳变的Chirp基信号,实现系统参数的多维变换,打破系统的周期特性。此外,建立了系统发送与接收两端数学模型,并在此基础上推导了系统在白噪声信道下的理论误码率。仿真结果表明,该文所设计的系统有较好的抗衰落性能;且功率谱淹没在噪声之下,时频域特征无明显周期特性,有较好的隐蔽性。     

一种新的变换域自适应LMS滤波算法

为了改善时变系统中的LMS算法收敛速度,一般可以在变换域进行自适应处理。通过研究和分析分数阶傅里叶变换与时-频平面的关系,提出在分数阶傅里叶变换域进行自适应时-频滤波。所提出的方法首先搜索最佳变换域,然后在分数阶傅里叶变换域进行LMS自适应滤波。仿真结果表明,与目前一些基于变换域的方法对比,新方法通过对时-频平面的旋转,可以显著加速算法收敛性。     

短时分数阶傅里叶变换对调频信号的时频分辨能力

调频信号的检测和参数估计一直是信号处理领域的研究热点之一。为深入挖掘短时分数阶傅里叶变换对调频信号的时频分析优势,从短时分数阶傅里叶变换的定义出发,推导了其时频分辨能力与信号参数的关系,并与短时傅里叶变换进行了对比分析。结论表明,短时傅里叶变换时频分辨能力与信号频率变化率有关,而短时分数阶傅里叶变换几乎不受调频率变化率影响。最后,通过对比仿真实验证明,对于频率变化率较小的信号,两者时频分辨效果差别不明显,对于频率变化率较大的信号,短时分数阶傅里叶变换的时频分辨效果更好。     

基于FRFT的二维扩频通信方案

介绍了分数阶傅里叶变换的基本概念和原理,分析了线性调频信号在分数阶傅里叶变换中的特点,指出用分数阶傅里叶变换对线性调频信号进行检测和解调的理论依据,并在此基础上,提出了1种基于分数阶傅里叶变换的二维扩频通信方案。该方案的优点在于使通信系统的抗侦收和抗干扰能力更强,提高了战场的频谱使用率。     

分数阶傅里叶域两通道滤波器组

 基于两通道滤波器组构建的子带信号处理方法已在图像、语音信号处理中得到广泛的应用.本文从分数阶傅里叶域多抽样率信号处理基本理论和分数阶卷积定理出发,推导了分数阶傅里叶域两通道滤波器组准确重建的基本条件,并基于传统傅里叶域有限长标准正交镜像滤波器组和共轭正交镜像滤波器组的原型滤波器设计了分数阶傅里叶域标准正交镜像滤波器组和共轭正交镜像滤波器组.本文所提出的结论为分数阶傅里叶域滤波器组理论的建立提供了基本依据,同时也为分数阶傅里叶变换在图像、语音信号处理等工程实践中的应用奠定了理论基础.最后,仿真实验验证了所提分数阶傅里叶域滤波器设计方法的有效性.     

基于光移相器的全光正交频分复用技术研究

为了克服光正交频分复用系统中傅里叶变换和数模转换实现的＂电子瓶颈＂,达到提高系统传输速率的目的,采用光延迟器和光移相器构建全光离散傅里叶逆变换（IDFT）和离散傅里叶变换（DFT）的方法,设计一个3路全光IDFT/DFT模块,利用Optisystem软件平台仿真实现一个3×40Gb/s的全光正交频分复用实验系统,并分析系统性能,获得发射光脉冲宽度与系统传输误码率的关系,得到了光脉宽越大误码率越大的结论。     

多径衰落信道下的OFDM时频联合同步算法

符号定时和载波频率偏差将严重影响OFDM系统的性能。基于具有重复结构的CAZAC序列,提出了一种仅利用一个CAZAC符号实现符号定时、整数倍频偏与小数倍频偏估计的同步算法。这种算法在完成粗定时同步的同时得到整数倍频偏估计,然后根据整数倍频偏估计值对定时估计进行修正,最后完成小数倍频偏估计。分析与仿真结果表明,该算法相对经典算法,不但提高了传输效率,还显著改善了OFDM系统的定时与频偏估计性能,相比CAZAC序列算法,提升了多径信道下的同步性能。     

利用CAZAC序列共轭对称性的OFDM时频同步算法

符号定时和载波频率偏差将严重影响OFDM系统的性能。基于具有重复结构的CAZAC序列,提出了一种仅利用一个CAZAC符号实现符号定时、整数倍频偏与小数倍频偏估计的同步算法。首先,所提算法在完成粗定时同步的同时得到整数倍频偏估计。然后根据整数倍频偏估计值对定时估计进行修正,最后完成小数倍频偏估计。分析与仿真结果表明,该算法相比于传统PARK算法,不仅完成了定时估计,而且得到了频偏估计;相对于经典SC算法,不但提高了传输效率,还显著改善了OFDM系统的定时与频偏估计性能;相比于利用CAZAC序列的同步算法,提高了算法的估计精度以及对多径信道的适应性。      

基于CAZAC序列的水声通信技术研究

针对CI/OFDM系统对同步的敏感要求,提出了一种基于CAZAC序列的时频同步算法。该算法不仅可以实现定时同步,还可利用定时同步的相关结果和循环相关的原理实现小数倍频偏和整数倍频偏的估计与补偿。仿真和实验结果表明,在水声信道下,该算法具有良好的时频同步性能。     

分数阶傅立叶变换OFDM系统自适应均衡算法

由于子载波间干扰(ICI)的影响,传统OFDM系统均衡方法在快速衰落的信道环境下性能有较大下降.本文提出了一种基于分数阶傅立叶变换的OFDM系统自适应均衡方法,它用分数阶傅立叶变换代替傅立叶变换进行子载波调制与解调,同时在分数阶傅立叶域对接收信号进行自适应均衡.文中给出了最优分数阶傅立叶变换阶次的选取方法,和分数阶傅立叶域最小均方算法的步骤.分析和数值仿真结果表明,最优分数阶傅立叶域的自适应均衡算法较传统频域方法有更好的均衡效果,并且复杂度不高.     

基于格雷互补序列的OFDM无线激光通信定时同步

正交频分复用(OFDM)是一种能够有效对抗频率选择性衰落的通信技术。因此,结 合了OFDM技术的无线激光通信技术成为对抗大气湍流影响的一种重要技术。但是OFDM技术 容易受到符号定时同步偏移的影响,导致信号的快速傅里叶变换窗口失准而严重降低通信 性能。针对基于OFDM的无线激光通信系统的定时同步问题,提出了一种新的定时同步 方案。该方案的训练符号由格雷互补序列组成,利用格雷互补序列的自相关特性,将接收 到的训练序列与本地序列做相关运算,实现精确稳定的定时同步。结合大气湍流模型,通 过实验与仿真的方式验证了本文提出的方案相比于基于伪随机序列和恒包络自相关序列的 方案有更好的定时同步性能。尤其是在0-4 dB的低信噪比时,本方 案的定时同步偏移均方 差小于1个采样点,这也使得本方案在大气弱湍流信道下,相较于对比方案有2-4 dB的性能提升。     

突发OFDM系统中同步算法的FPGA实现

根据突发OFDM系统的特点,提出了一种具有实用价值的同步实现方法。具体分析了突发OFDM系统中利用PN序列联合实现符号定时同步和小数频偏同步的算法,并阐述基于FPGA的实现过程。由Verilog HDL语言描述的同步模块由复数乘法模块,求和累加模块,比较判断模块和CORDIC模块等构成。系统采用Xilinx ISE 10.1来完成开发,同时给出了其在ModelSim SE 6.2b下的仿真结果,结果表明该方案是完全可行的。     

基于FPGA的实时光OFDM发射机的研究

基于Xilinx现场可编程门阵列(FPGA)实时产生正交频分复用(OFDM)信号,其中包括伪随机二进制序列发生器(PRBS)实现、完全并行运算反傅里叶变换(IFFT)技术的应用以及数模转换(DAC)接口电路的设计等,OFDM电信号解调后的星座图具有较好的收敛性,相应的误差矢量幅度(EVM)为4.42%。当发射机与接收端存在采样频率偏差时,各子载数据产生不同的相位旋转,系统误比特率(BER)显著升高,采样频率同步后系统性能得到明显改善。通过搭建强度调制直接检测光OFDM(O-OFDM)实验系统,传输200km标准单模光纤(SSMF)后,在接收端对O-OFDM信号进行了离线处理,与背靠背(BTB)传输相比,光功率代价小于0.6dB,实验结果表明,所设计的O-OFDM发射机具有较好的性能。     

Design of a novel hybrid intercarrier interference mitigation technique through wavelet implication in an OFDM system

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is the most preferred and widely used multiplexing technique in current wireless environment for sidelining the spectrum scarcity problem by splitting a signal into N signals and subsequently modulating them through several orthogonal subcarriers (which bears high frequency). With several great features, OFDM is severely affected by undesirable effects of frequency offset errors and Local Oscillator (LO) frequency synchronization errors. This paper proposes an approach that devises a new hybrid technique, which is a combination of Maximum Likelihood Estimation (MLE) and Self Cancellation (SC) techniques through wavelet implication, to enhance BER performance of the OFDM system. A comparative analysis of SC, MLE, and wavelet-based hybrid InterCarrier Interference (ICI) cancellation techniques was conducted using 64-QAM and differential offset (0.02 and 0.01) for differential data bits (4 Mb and 16 Mb) to justify the outstanding results. The simulation results showed a significant byte-error-rate improvement over different legacy techniques based on fast Fourier transform.     

特高频/甚高频频段OFDM系统同步技术的算法改进及仿真

本文研究了一个以OFDM技术为核心,大幅提高VHF/UHF频段频带利用率的无线数据通信系统,并对该系统的关键技术——同步进行了较为详细的讨论,包括帧同步、符号同步及小数倍频偏、整数倍频偏同步.与已有文献记载的同步方案相比,该系统不但具有较小的运算量、较低的实现复杂度,而且具有较好的性能.