高阶逼近Grünwald-Letnikov分数阶加权系数的快速算法

文中提出三种求解高阶逼近任意运算阶的Grünwald-Letnikov分数阶微分器系数的快速算法,表述了算法的实现原理及对应的推导公式,并对其进行运行时间统计和计算复杂度分析。与幂级数展开法、卷积计算法、复化Simpson数值逼近法和IFFT相比,快速算法可以在误差允许的范围内,降低求解Grünwald-Letnikov分数阶微分器系数的计算复杂度,从而提高执行效率。     

基于PTS方法降低OFDM系统的峰均功率比

OFDM最主要缺点之一就是时域的大峰均功率比。为了降低大峰均比,PTS是最常用的方法之一,但传统的PTS方法是对频域数据进行IFFT运算后选择最优传输序列,一般需要多个IFFT,OFDM系统复杂度高。为了解决多IFFT这一问题,本文提出了一种新方法,即在频域里判决最优序列,而大大减少IFFT块的数目。     

基于非均匀FFT的长时间相参积累算法

针对采样引起时域相参积累损失以及相参积累算法运算量较大的问题,该文提出一种在快时间频域实现长时间相参积累的快速算法。该算法在快时间频域利用非均匀快速傅里叶变换(FFT)校正距离走动,完成相位补偿,然后通过快速逆傅里叶变换(IFFT)实现积累。该算法可以避免由采样引起的积累损失且运算量相对较小,理论分析和仿真结果验证了该算法的有效性。     

OFDM系统中256点基-4IFFT模块的设计与FPGA实现

针对高速数字信号处理的要求,在分析了快速傅里叶算法的基础上,提出了一种按频率抽取的基-4 IFFT的FPGA设计方案.针对现有IFFT的FPGA实现过程中蝶形运算需要频繁乘以多个旋转因子提出了改进方法,减少了旋转因子的乘法次数和存储空间,加快了蝶形运算的速度;设计的地址映射方法,无需运算即可得到所需要的数据存放地址,并...     

DFT-S-GMC无线接入系统56点快速傅立叶变换算法设计

提出了应用于DFT-S-GMC(DFT Spread generalized Multi-carrier)宽带无线接入系统中56点DFT/IDFT的快速算法.该算法组合Cooley-Tukey和Winogrgd算法的设计方法,将56点三次奇偶分解为8个7点的傅立叶变换,经特定的整序算法处理后,由Winograd算法得到各7点DFT/IDFT的快速算法,最后借鉴Cooley-Tukey算法的蝶形运算得到56点FFT/IFFT的运算结果.该算法的运算速度比复合数算法快若干倍,亦可推广用于设计N=P*2M(P=3,5,7,11等)这一类特殊点的FFT/IFFT算法.     

5G NR小区搜索中一种频域相关快速同步算法

5G系统中随着带宽的不断增大,信号所承载的数据也在不断增加,LTE中定时同步方法应用在5G中增加了计算量。为了解决这个问题,提出了叠加与频域快速相关联合检测算法。该算法利用PSS信号(Primary Synchronization Signal, PSS)M序列特性,将本地3组PSS时域信号相加运算,然后进行频域转换,通过频域快速相关运算得到峰值位置,可以检测出粗同步点,再经过运算得到精同步点和小区组内ID号。数据分析表明,叠加与快速频域相关算法与经典算法相比在低信噪比环境下检测概率提升了约10%,算法复杂度降低了94.86%。     

改进的多通道系统频域信道均衡算法

在多通道系统中,通道之间的幅相不一致性往往会使系统的性能恶化。在基于阵列天线波束形成过程中,各通道之间的幅相不一致性会使阵列波束方向图发生畸变;在基于阵列的测向系统中,通道之间的不一致性会使测向伪谱噪底抬高,分辨率降低,因此进行信道均衡就显得特别重要。针对宽带多通道系统,在常规频域均衡算法的基础上提出了改进的频域均衡算法。本算法利用频域采样抽取的思想,并充分利用快速傅里叶变换(FFT)和快速傅里叶逆变换(IFFT)避免了矩阵乘法和求逆运算,大大降低了计算量,利于实际工程实现。仿真分析了该均衡算法的性能,验证了其有效性。     

OFDM系统中多导频的FFT信道估计算法

论文提出了OFDM系统中基于FFT的信道估计方法,包括基于时域插值及变换域插值方法。时域插值算法的理论基础是利用FFT频域采样定理,可由频域有限频点的采样值经过IFFT／FFT得到整个频域传输函数的估计值,而不发生混叠。变换域插值算法的理论基础是利用FFT时域抽样定理,利用OFDM信号特点和信道特性,经过FFT／IFFT将信号和噪声分离,并在此基础上进行加窗改进算法,以减小插值中的频谱泄漏,提高估计效果。仿真结果说明,加窗的基于FFT变换域的方法性能有了很大改善。     

二维stolt插值解耦合的GEO SAR成像算法

针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)二维频谱形式复杂、二维空变性处理困难等问题,考虑成像参数随距离和方位的空变性,给出了一种利用二维stolt插值解耦合的GEO SAR成像算法,该算法不需要求解GEO SAR复杂的二维频谱,在距离频域和方位时域利用空变斜距的二阶近似模型和二维stolt插值变换校正了距离和方位的耦合;同时,针对二维插值计算量大和复杂度高的问题,采用非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)替代了传统的插值和快速逆傅里叶变换(IFFT)运算。理论分析和仿真结果表明该算法能够补偿回波的二维空变特性,实现GEO SAR聚焦成像,且各成像指标接近理论值。      

单载波通信系统的迭代频域合成均衡算法

为提高符号间干扰(ISI)信道条件下信号接收的可靠性,该文研究单载波通信系统的多天线空间分集接收问题,提出一种迭代频域合成均衡算法。该算法推导先验信息条件下合成均衡器的频域传输函数,并借助快速傅里叶变换(FFT)实现合成均衡器系数和均衡滤波的高效计算。仿真结果表明,相比时域算法,该算法能够在不损失性能的前提下,大幅降低运算复杂度。与单载波频域均衡(SC-FDE)算法相比,该算法不需要在数据传输的结构中插入循环前缀(CP),提高频谱利用率,能够直接应用于现有单载波通信系统。     

分数阶数字FIR微分器的快速WSLD设计算法

一阶逼近格林瓦尔-莱特尼科夫(G-L)加权系数的计算具有准确快速的递推公式,而高阶逼近鲁比希加权系数的求解则复杂度高,计算消耗时间长。本文通过傅里叶变换证明了鲁比希算子的逼近阶,并基于移位鲁比希算子提出一类四阶逼近的加权移位鲁比希差分(WSLD)算子。从数字信号处理角度分析WSLD算子滤波特性,设计基于WSLD算子的分数阶数字FIR微分滤波器并进行数值仿真验证。对比Al-Alaoui、鲁比希2种典型分数阶算子,结果表明,利用WSLD算子求解分数阶数字FIR滤波器滤波系数的算法简单、高效,且相对其他算子能有效减小吉布斯效应影响。     

P N IFFT FOR OFDM-BASED UWB SYSTEM

In this letter, P × N-point IFFT is proposed to replace the N-point IFFT and analog frequency conversion in an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)-based Ultra-WideBand (UWB) system, and a new algorithm, named fast P × N-point IFFT, is designed to reduce the complexity of the P × N-point IFFT in the proposed scheme.     

基于改进FFT算法的OFDM调制/解调模块设计

文章对传统FFT算法进行了改进,改进后的算法将N点DFT分解成二维√N点DFT的组合,在结构上更适合于用流水线方式实现FFT.文章首先对算法进行了推导,然后基于该算法设计了一个64点、32位字长的定点IFFT/FFT模块,用于802.11a中OFDM的调制/解调.与传统的流水线FFT比较,该模块中的复数乘法运算全部采用移位相加操作完成,因而消除了乘法器及旋转因子ROM的使用,降低了功耗.最后,对该模块进行了验证仿真.结果表明,在流水线饱和的情况下,该模块完成一个64点的FFT运算只需要8个时钟周期,在20MHZ时钟频率下,该模块的功耗为0.26W,完全能满足移动通信中对于高速度、低功耗的要求.     

航空交流电源畸变系数测试方法研究

为了有效的测量航空交流电源的畸变系数,文中提出了新的测量航空电源交流电压畸变系数的方法。通过对采样得到的三相电压数据进行基于FFT和IFFT的改进算法的分析运算,将电压的基波分量与谐波分量(包括整数次谐波分量和非整数次谐波分量)进行分离和提取,进而通过算法计算得到交流电压的畸变系数,设计验证算法。仿真和实验结果表明本文的方法具有测量精度高、效率高和实时性好的特点,且已应用于航空电源的测试系统中。     

正交频分复用随钻无线传输系统及其SLM算法

目前随钻测井信号无法实现高速传输,现有的井下泥浆脉冲传输技术传输速率较慢.本文提出了一种正交频分复用(OFDM)随钻无线传输系统可以实现高效的井下数据传输.但该系统存在其发射信号中固有的高峰均功率比(PAPR)问题.本文基于OFDM随钻无线传输系统,提出了一种分级的基-4 IFFT改进SLM算法降低其PAPR.该算法将N=4n点的基-4 IFFT运算 分为前k级和后n-k级的蝶形运算,信号在两级IFFT之间乘以相位序列.理论分析表明:该法较传统SLM算法IFFT复杂度可降低近60%.     

数模同播音频广播系统中OFDM调制解调器的设计

设计了一种基于IFFT/FFT的高效OFDM调制解调器,实现数模同播音频广播系统中数字音频信号的OFDM调制解调,包括发射机中用于形成OFDM符号的时域与频域交织模块、OFDM调制模块和接收机中OFDM解调模块、时域与频域解交织模块。通过对IFFT/FFT算法的改进,该OFDM调制解调器中数据的输入顺序和输出顺序相同,不需要进行顺序输人逆序输出,并且可以把现有基2的幂次方的FFT变换扩展到任意点,实现适用于任意点的IFT/FFT,简化了IFFT/FFT模块本身和交织／解交织的资源消耗,巧妙地节省了系统所需的资源。     

用于MB-OFDM UWB系统的FFT/IFFT处理器的设计与实现

设计了一种应用于超宽带(UWB)无线通信系统中的FFT/IFFT处理器。该处理器采用基24算法进行FFT运算,利用8路并入并出的流水线结构实现该算法,提高了处理器的数据吞吐率,降低了芯片功耗。提出了一种新颖的数据处理方式,在保证信噪比的情况下节约了逻辑资源。在乘法器的设计环节,针对UWB系统的具体特点,在结构上对乘法器进行了改进和优化,提高了乘法器的性能。最后,设计的FFT/IFFT处理器采用TSMC 0.18μm CMOS标准工艺库综合,芯片的内核面积为0.762mm2(不含测试电路)。在1.8V,25℃条件下,最大工作时钟317.199MHz,在UWB典型的工作频率下,内核功耗为33.5304mW。     

A new PTS OFDM scheme with low complexity for PAPR reduction

In this paper, we introduce a new partial transmit sequence (PTS) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme with low computational complexity. In the proposed scheme, 2/sup n/-point inverse fast Fourier transform (IFFT) is divided into two parts. An input symbol sequence is partially transformed using the first l stages of IFFT into an intermediate signal sequence and the intermediate signal sequence is partitioned into a number of intermediate signal subsequences. Then, the remaining n-l stages of IFFT are applied to each of the intermediate signal subsequences and the resulting signal subsequences are summed after being multiplied by each member of a set of W rotating vectors to yield W distinct OFDM signal sequences. The one with the lowest peak to average power ratio (PAPR) among these OFDM signal sequences is selected for transmission. The new PTS OFDM scheme reduces the computational complexity while it shows almost the same performance of PAPR reduction as that of the conventional PTS OFDM scheme.