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UFMC系统峰均比抑制和载波间干扰消除算法研究

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UFMC系统峰均比抑制和载波间干扰消除算法研究

作者：刘海洋河北大学

学位级别：硕士

通用滤波多载波(UFMC)是一种新型多载波技术,相较于第四代移动通信中广泛使用的正交频分复用(OFDM)技术具有更高的频谱效率、更低的带外泄露、更灵活的子带配置等优势。然而,UFMC系统同样面临着高峰均比(PAPR)和载波间干扰(ICI)等问题... 详细信息

通用滤波多载波(UFMC)是一种新型多载波技术,相较于第四代移动通信中广泛使用的正交频分复用(OFDM)技术具有更高的频谱效率、更低的带外泄露、更灵活的子带配置等优势。然而,UFMC系统同样面临着高峰均比(PAPR)和载波间干扰(ICI)等问题。过高的峰均比使得高功率放大器无法工作在线性放大区,进而加剧UFMC系统的实现复杂度;子载波间相互干扰会影响信号的传输质量,造成误码率性能下降。因此,本文围绕UFMC系统的峰均比抑制和载波间干扰消除,从算法层面展开研究分析并对现有技术进行优化设计,主要工作如下:(1)针对部分传输序列技术直接应用于UFMC系统进行峰均比抑制时,存在计算复杂度较高的问题,本文设计一种基于改进离散粒子群的峰均比抑制算法。采用离散粒子群算法寻优代替部分传输序列的遍历搜索来搜寻最佳相位因子组合,引入分段线性调整的改进方式对离散粒子群算法进行优化设计,提高搜索效率且避免寻优过程陷入局部最优解。在此基础上,将改进离散粒子群算法和部分传输序列技术相结合并应用于UFMC系统峰均比抑制。仿真验证表明:本文设计的算法在不造成误码率性能下降的同时,相较于原始UFMC系统可降低峰均比约3.5 d B;在候选相位因子组合较多的场景中,相较于部分传输序列技术具有更低的计算复杂度。(2)针对ICI自消除算法直接应用于UFMC系统进行载波间干扰消除时,存在频带资源浪费严重且误码率性能提升有限的问题,本文设计一种联合时域加窗的部分自消除改进算法。在ICI自消除调制解调过程中,采用相位旋转对称共轭的编码方式来获取更优的抗干扰性能;根据子带滤波器的边带衰减特性对子带内载波进行差异化分区处理:位于左、右边带的子载波进行ICI自消除,而位于中间带的子载波不进行任何处理;通过减少自消除子载波数量的方式来提高频带利用率,并在时域使用升余弦窗来弥补因自消除子载波数量减少而造成的性能损失。仿真验证表明:本文设计的算法相较于原始UFMC系统在抗干扰性能方面得到明显提升,具有更优的误码率性能;相较于ICI自消除算法可降低10%以上的频带资源浪费。

关键词：通用滤波多载波峰均比载波间干扰部分传输序列自消除算法

一种新的适应于OFDM系统的载波间干扰抑制方案

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西安电子科技大学学报 2008年第4期35卷 726-732页

作者：陈拿权张建华张平北京邮电大学无线新技术研究所北京100876

针对高速移动环境下多普勒效应引起的载波间干扰严重影响了正交频分复用系统的性能问题,提出了新的基于时域干扰自消除的载波间干扰抑制算法.该算法基于符号重复的正交频分复用系统,在接收端进行一系列的信号处理后,得到大量具有不同附... 详细信息

针对高速移动环境下多普勒效应引起的载波间干扰严重影响了正交频分复用系统的性能问题,提出了新的基于时域干扰自消除的载波间干扰抑制算法.该算法基于符号重复的正交频分复用系统,在接收端进行一系列的信号处理后,得到大量具有不同附加延时的重构正交频分复用符号;之后,利用信道的统计特性对这些重构的正交频分复用符号进行合并接收,从而抑制载波间干扰.仿真与分析表明,时域干扰自消除能有效地抑制载波间干扰,提高系统性能,为高速移动环境中应用正交频分复用提供了一种有效的解决方案.

关键词：正交频分复用载波间干扰时域干扰自消除附加延时信道统计特性高速移动环境

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快衰落环境下OFDM子载波间干扰抑制算法

西安电子科技大学学报 2007年第3期34卷 481-485,499页

作者：赵利陈琛张平北京邮电大学电信工程学院北京100867 桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

针对高速移动环境下多普勒频偏造成移动信道的快衰落和正交频分复用(OFDM)系统中子载波间干扰(ICI)问题,提出了一种适合快衰落环境的OFDM系统子载波间干扰抑制算法.采用接收符号移位抵消方式消除符号子载波对远处其他子载波的干扰,再运... 详细信息

针对高速移动环境下多普勒频偏造成移动信道的快衰落和正交频分复用(OFDM)系统中子载波间干扰(ICI)问题,提出了一种适合快衰落环境的OFDM系统子载波间干扰抑制算法.采用接收符号移位抵消方式消除符号子载波对远处其他子载波的干扰,再运用频域邻道干扰滤波方式消除其对相邻子载波的干扰,而快衰落的时变信道特性采用梳状导频方式跟踪估计.利用移位抵消后特殊的子载波间干扰分布特性,简化了信道传输矩阵以及邻道干扰抵消算法.通过合理设计训练符号,提高了在ICI环境下信道估计的准确性,从而获得带宽效率和复杂度的均衡.仿真结果表明,该算法可有效改善ICI对OFDM系统性能的影响.

关键词：正交频分复用载波间干扰信道估计符号移位抵消频域邻道滤波快衰落梳状导频

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OFDM载波间干扰的线性抑制技术

清华大学学报（自然科学版） 2003年第1期43卷 59-62页

作者：汪安春王艺许希斌姚彦清华大学电子工程系微波与数字通信技术国家重点实验室北京100084

研究了正交频分复用(OFDM)载波间干扰的一种线性抑制技术。通过发射的导频符号估计出一个循环酉阵,然后利用循环矩阵和酉阵的性质,进行一定的线性运算,可以极大地抑制OFDM载波间干扰。为了降低这种算法的复杂度和提高频谱利用效率,该文... 详细信息

研究了正交频分复用(OFDM)载波间干扰的一种线性抑制技术。通过发射的导频符号估计出一个循环酉阵,然后利用循环矩阵和酉阵的性质,进行一定的线性运算,可以极大地抑制OFDM载波间干扰。为了降低这种算法的复杂度和提高频谱利用效率,该文提出了采用部分导频符号来估计循环酉阵,然后利用线性运算进行载波间干扰部分抑制的方法,分析了导频符号的个数对这种方法性能的影响。分析和仿真表明,选择3～5个导频符号可以获得复杂度和性能的折衷,相对于标准的接收机可以获得大约5～20dB的性能增益。

关键词： OFDM 载波间干扰线性抑制技术正交频分复用导频符呈循环酉阵数据传输频率偏移

基于输出多普勒扩展函数的OFDM载波间干扰分析

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电子学报 2004年第4期32卷 665-668页

作者：陈霞谈振辉北京交通大学现代通信研究所北京100044

正交频分复用(OFDM)应用在移动通信系统中时,信道多普勒效应造成的载波间干扰(ICI)是引起性能下降的重要原因.本文分析了信道多普勒效应引起OFDM ICI的机制.基于输出多普勒扩展函数输入输出关系,给出一种接收信号结构的三维图形表示,... 详细信息

正交频分复用(OFDM)应用在移动通信系统中时,信道多普勒效应造成的载波间干扰(ICI)是引起性能下降的重要原因.本文分析了信道多普勒效应引起OFDM ICI的机制.基于输出多普勒扩展函数输入输出关系,给出一种接收信号结构的三维图形表示,并提出一种的计算连续多径信道中OFDM任意子载波上ICI的简单方法.

关键词： OFDM 载波间干扰移动信道

OFDM系统中基于时域干扰自消除的载波间干扰抑制技术

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吉林大学学报（工学版） 2009年第1期39卷 219-224页

作者：陈拿权张建华张平中国电子科技集团电子科学研究院北京100041 北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室北京100876

为了降低信道时变造成的载波间干扰(ICI)对正交频分复用(OFDM)系统性能的影响,提出了基于时域干扰自消除(TDISC)的ICI抑制方案和基于导频辅助估计的次优合并TDISC算法。仿真与分析表明,该算法能有效对抗信道中的时变衰落,提高OFDM在高... 详细信息

为了降低信道时变造成的载波间干扰(ICI)对正交频分复用(OFDM)系统性能的影响,提出了基于时域干扰自消除(TDISC)的ICI抑制方案和基于导频辅助估计的次优合并TDISC算法。仿真与分析表明,该算法能有效对抗信道中的时变衰落,提高OFDM在高速移动环境中的系统性能。

关键词：通信技术载波间干扰时域干扰自消除正交频分复用导频辅助估计次优合并

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OFDM在高速移动下的载波间干扰消除

电子科技大学学报 2003年第5期32卷 503-507页

作者：张忠培倪顺康电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室成都610054 电子科技大学物理电子学院成都610054

针对正交频分复用系统的信道时变会破坏载波间的正交性而导致载波间干扰,提出了一种分段均衡有效的载波间干扰消除方法,其优点是:当采用两段和四段均衡时,在M1225信道模型下,可分别提高接收信噪比6 dB和12 dB,且与标准的均衡方法具有相... 详细信息

针对正交频分复用系统的信道时变会破坏载波间的正交性而导致载波间干扰,提出了一种分段均衡有效的载波间干扰消除方法,其优点是:当采用两段和四段均衡时,在M1225信道模型下,可分别提高接收信噪比6 dB和12 dB,且与标准的均衡方法具有相同的频谱效率。性能分析与仿真验证表明,分段均衡方法能有效地消除频率偏移与信道时变而产生的载波间干扰。

关键词：正交频分复用时变信道载波间干扰分段均衡

多径信道下OFDM系统中的两种线性载波间干扰抑制技术

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电子与信息学报 2003年第4期25卷 433-438页

作者：王艺张忠培赵明周世东许希斌清华大学微波与数字通信国家重点实验室

载波间干扰(ICI)是影响正交频分复用(OFDM)系统性能的重要因素。该文研究了不同延迟线长度L下的频域RAKE(F-RAKE)和频域均衡(F-FIR)两种线性ICI抑制技术。假设接收端已知信道信息,F-FIR采用最小均方误差(MMSE)准则。结果表明L=3时,F-RAK... 详细信息

载波间干扰(ICI)是影响正交频分复用(OFDM)系统性能的重要因素。该文研究了不同延迟线长度L下的频域RAKE(F-RAKE)和频域均衡(F-FIR)两种线性ICI抑制技术。假设接收端已知信道信息,F-FIR采用最小均方误差(MMSE)准则。结果表明L=3时,F-RAKE比标准接收机的载干比(CIR)高2～5dB,而F-FIR则高出2～7dB;随着L的增加,两种接收机所能获得的CIR增益逐渐降低。从计算复杂度来看,F-FIR的计算量是F-PAKE的L倍,工程中可以通过选取不同延迟线长度和接收机结构来达到计算复杂度和性能的折衷。

关键词：载波间干扰 OFDM 频域均衡正交频分复用频域RAKE 信道

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OFDM盲载波间干扰抑制与同步算法研究

信号处理 2016年第5期32卷 575-581页

作者：骆忠强朱立东电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室四川成都611731

针对载波频偏引起的子载波间干扰问题,提出一种基于独立分量分析的OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)载波频率同步算法。本算法直接实现载波频率同步,可以避免基于导频机制的频偏估计和由频偏估计误差带来的频谱效率降... 详细信息

针对载波频偏引起的子载波间干扰问题,提出一种基于独立分量分析的OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)载波频率同步算法。本算法直接实现载波频率同步,可以避免基于导频机制的频偏估计和由频偏估计误差带来的频谱效率降低与性能损失。首先建立含频偏OFDM独立分量分析模型,然后从最大似然原则得到分离的代价函数,结合自然梯度优化得到OFDM源信号实现载波频率同步。理论分析表明,提出的算法不仅具有基于最大似然的频偏补偿性能而且提高了系统的输出信噪比。最后,仿真分析证明了算法的有效性。

关键词：正交频分复用载波间干扰独立分量分析盲源分离载波频率同步