F-OFDM仿真系统设计与时频同步算法

针对新一代5G波形的F-OFDM技术开展了研究,通过把一个宽带分为若干个子带,对每个子带进行滤波处理以实现更好的通信效能。基于Simulink平台进行了F-OFDM仿真系统的搭建,重点对F-OFDM符号同步方法和频偏估计方法进行了研究与仿真分析。实验结果表明,基于Chu序列相比采用PN序列可以获得更好的同步效果,基于导频的Classen频偏估计算法相比基于CP的CFO估计算法和基于训练序列的Moose估计方法可以获得更好的频偏估计效果。     

基于FPGA的可调节FIR滤波器的设计与实现

基于灵活自适应的空口波形技术F-OFDM(Filtered OFDM)是现代通信技术的研究热点,设计并实现可调FIR滤波器是实现该技术的核心工作之一。本文设计的基于FPGA的可调节FIR滤波器系数的自适应调整是通过控制算法对信道中的信号进行快速检测,然后将结果和滤波器的输出结果进行差值计算进行反馈调节。利用Quartus II和DSP Builder设计基于FPGA的16阶系数可调FIR滤波器,给出核心模块的设计电路图和仿真结果。仿真结果表明:基于灵活自适应空口波形技术可以在FPGA上实现,而且由于FPGA具有天然的并行性,实际的通信系统中可以采用并发模式进行,达到提高信号传送速率的目的。     

基于滤波多音改进的F-OFDM方案

针对滤波OFDM（F-OFDM）系统对子带内定时同步要求严格的问题,提出了一种基于滤波器组的滤波多音（FMT）调制技术来实现F-OFDM的改进方案。通过滤波器组结构实现子载波级的滤波处理,采用载波频谱不重叠的FMT调制,改进方案降低了子带内严格的定时同步要求。仿真结果表明,所提方案可进一步将带外发射（OOBE）抑制到-65 dB深度,且在加性高斯白噪声（AWGN）信道和瑞利衰落信道下,具有较好的抗载波频率偏移（CFO）性能。相比于F-OFDM的直接实现,改进方案具有更低的运算复杂度。     

基于L频段数字航空通信系统1的F-OFDM波形设计

随着航空飞行器种类和数量的激增以及第五代(5G)移动通信系统和物联网(IoT)时代的到来,下一代航空无线通信系统面临着高安全性、大传输容量、低延时、强鲁棒性、高灵活性和综合业务提供等新的挑战.为此,提出了一种基于L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)的滤波正交频分复用(F-OFDM)波形设计方法并探讨了可能的技术演进路径.首先引入了认知无线电、非连续载波干涉码OFDM和滤波器的思想,然后针对不同航空飞行器用户动态自适应配置波形参数.仿真结果表明,该方法得到的系统波形具有较低的带外辐射功率、优良的块误码率性能和较高的吞吐量增益.     

面向5G三大应用场景的F-OFDM系统PAPR抑制算法研究

曾作为5G候选波形技术的基于子带滤波的正交频分复用(Filtered-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,F-OFDM)是基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)发展而来的,和OFDM一样存在峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)的问题。高PAPR的信号在发送时对系统功率放大器的性能要求很高,容易发生信号失真,并且会直接影响整个系统的运行成本和效率。为了提高F-OFDM系统在5G三大应用场景中的PAPR抑制性能,引入一种基于迭代限幅滤波的次优PTS抑制算法。该算法主要分为两个过程,先对F-OFDM系统的各子带的高PAPR值信号进行线性抑制,然后待各子带的信号经过各自的数字子带滤波器合并后再进行迭代限幅滤波处理,从而完成对F-OFDM信号PAPR的抑制。仿真表明,该算法相对于单独使用次优PTS算法或迭代限幅滤波算法,能提高F-OFDM系统的PAPR抑制性能。     

5G低轨卫星移动通信系统多普勒频偏估计算法

随着卫星移动通信系统近些年来的快速发展,高传输速率、广泛覆盖范围、较低的传输时延以及较强灵活性是新一代的5G低轨(LEO)卫星移动通信系统发展的要求,但是由于低轨卫星移动速度很快,产生的较大的多普勒频移。通过建立使用5G候选波形滤波的正交频分复用技术(F-OFDM)的新型低轨卫星移动通信系统,针对该新型系统设计一种新的多普勒频偏估计方法,首先借助卫星轨道的多普勒特性来计算整数多普勒频偏,第二步借助F-OFDM资源块中的导频信息来估计精确的多普勒频移。主要完成了5G低轨卫星移动通信系统模型的建立与算法在系统中的仿真来验证其实际性能,经过仿真可以得到,本算法与同类算法相比计算复杂度低且精度较高。     

基于URLLC技术在电动汽车的应用

电动汽车技术的不断发展和电动汽车应用规模的增大使得研究电动汽车及V2X互动具有重要的意义。同时,随着5G技术的成熟,由5G无线技术的出现带来的超可靠低延迟通信(URLLC)技术,以其超可靠低延迟的特性,将广泛应用于无人驾驶电动汽车领域。文中研究讨论采用F-OFDM降低URLLC时延及应用于无人电动汽车的可行性,提出了5G+V2X网络实现无人驾驶电动汽车的生态网络。采用F-OFDM在原有OFDM载波带宽基础上,划分多个不同参数的子带,对于子带进行滤波。5G+V2X生态网络快速的机动性和下一代无人驾驶电动汽车网络的密集交通推动无人驾驶电动汽车的发展,基于URLLC进行超可靠、低延迟的数据交互服务。     

Filter orthogonal frequency-division multiplexing scheme based on polar code in underwater acoustic communication with non-Gaussian distribution noise

The research domain of underwater communication has garnered much interest among researchers exploring underwater activities. The underwater environment differs from the terrestrial setting. Some of the main challenges in underwater communication are limited bandwidth, low data rate, propagation delay, and high bit error rate (BER). As such, this study assessed the underwater acoustic (UWA) aspect and explored the expression of error performance based on t-distribution noise. Filter orthogonal frequency-division multiplexing refers to a new waveform candidate that has been adopted in UWA, along with turbo and polar codes. The empirical outcomes demonstrated that the noise did not adhere to Gaussian distribution, whereas the simulation results revealed that the filter applied in orthogonal frequency-division multiplexing could significantly suppress out-of-band emission. Additionally, the performance of the turbo code was superior to that of the polar code by 2 dB at BER 10⁻³.     

F-OFDM 通信系统的多子带可变滤波器设计

传统的OFDM系统普遍存在着带外频谱泄漏高、波形参数不可调等缺点，不符合未来5G通信高数据传输量、高灵活性要求。为此，在现有OFDM技术的基础上，提出了基于F-OFDM的可变子载波接入技术，即滤波-正交频分复用技术。根据不同应用需求，在各子带上添加可变子带滤波器，抑制带外频谱泄漏，并用MATLAB仿真验证了该方案的可行性。结果表明所设计的模块基本满足F-OFDM通信系统的要求。