A new cyclic prefix(CP)-based nonoverlapping FBMC-QAM(CP-NO-FBMC-QAM)system with two prototype filters is proposed in this paper,which satisfies complex orthogonality conditions and good frequency energy confinement a...A new cyclic prefix(CP)-based nonoverlapping FBMC-QAM(CP-NO-FBMC-QAM)system with two prototype filters is proposed in this paper,which satisfies complex orthogonality conditions and good frequency energy confinement at the same time.We analyze its inter-carrier interference/inter-symbol interference(ICI/ISI)over multipath channels.Owing to the additional CP,the ISI of received symbols over multipath channels is eliminated in the proposed system,and the resulting improvement in the signal-to-interference ratio(SIR)performance is evaluated by theoretical analysis.Moreover,for the ICI caused by multipath propagation in received symbols,we develop a method that eliminates the ICI by frequency-domain channel estimation and equalization before the receiver filtering process.The proposed CP-NO-FBMC-QAM system and ICI cancellation method(ICICM)are validated by comparisons of implementation complexity,power spectral density(PSD),bit error rate(BER)and channel estimation performance with conventional CP-based orthogonal frequency division multiplexing(CP-OFDM)and FBMC-QAM systems.展开更多
针对引入载波聚合的滤波器组多载波(carrier aggregation-filter bank multicarrier,CA-FBMC)调制系统峰均功率比(peak to average power ratio,PAPR)进一步升高的问题,基于预留子载波(tone reservation,TR)思想,提出一种适用于面向载...针对引入载波聚合的滤波器组多载波(carrier aggregation-filter bank multicarrier,CA-FBMC)调制系统峰均功率比(peak to average power ratio,PAPR)进一步升高的问题,基于预留子载波(tone reservation,TR)思想,提出一种适用于面向载波聚合的FBMC(filter bank multicarrier)系统降低PAPR的有效方法,利用分量载波间原有保护子载波充当预留子载波成分,结合时域信号剪切的处理方法,在不改变原有信号子载波有效输入数据的前提下,降低系统信号的PAPR。同时,由于重叠因子的存在,为克服系统符号重叠特性的影响,利用后向迭代的处理思想,对时域输出信号进行分组,针对每组信号分别进行迭代剪切处理,并将处理完成的信号进行后向叠加处理,从而避免符号重叠引发的峰值增生而导致PAPR回退的问题。仿真结果表明,该算法可在不影响系统基本传输性能的情况下有效降低系统的PAPR。展开更多
考虑到现实水声通信环境中存在非连续频带干扰导致系统的接收端误码率较高的问题,本文提出一种基于索引调制的FBMC水声抗干扰通信(filter bank multi-carrier with index modulation, FBMC-IM)技术研究方案。首先分析无干扰情况下,水声F...考虑到现实水声通信环境中存在非连续频带干扰导致系统的接收端误码率较高的问题,本文提出一种基于索引调制的FBMC水声抗干扰通信(filter bank multi-carrier with index modulation, FBMC-IM)技术研究方案。首先分析无干扰情况下,水声FBMC-IM通信系统误码率性能要优于传统FBMC系统。根据非连续频带干扰频率范围,对水声FBMC-IM系统的通信频带进行划分,使得与非连续频带干扰信号混叠部分的子载波静默,未受干扰的子载波保持活跃状态并承载通信信号,实现不连续的通信频带划分来规避干扰的影响。仿真实验结果表明,该方案明显降低了系统接收端的误码率,提高了系统的抗干扰能力。展开更多
部分传输序列(Partial Transmit Sequence,PTS)是降低正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统峰均比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)的有效方法,但是PTS穷举法搜索最优解,使系统复杂度增加。针对这一...部分传输序列(Partial Transmit Sequence,PTS)是降低正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统峰均比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)的有效方法,但是PTS穷举法搜索最优解,使系统复杂度增加。针对这一缺点进行改进,提出了基于离散粒子群优化的部分传输序列(Partial Transmit Sequence based on Discrete Particle Swarm Optimization,PTS-DPSO)方法,并将其应用到基于偏移正交幅度调制的滤波器组多载波系统(Filter Bank Multicarrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC/OQAM)中。PTS-DPSO利用离散粒子群优化搜寻最优解,避免了系统复杂度的增加。通过仿真验证,PTS-DPSO可以有效抑制FBMC/OQAM系统过高的PAPR且误码率低。展开更多
针对多输入多输出滤波器组多载波(Multiple Input Multiple Output Filter Bank Multi Carrier,MIMO-FBMC)系统的同步问题,提出了一种基于训练序列(Training Sequence)的同步技术改进算法。该算法利用ZC(Zadoff-Chu)序列构造训练序列,...针对多输入多输出滤波器组多载波(Multiple Input Multiple Output Filter Bank Multi Carrier,MIMO-FBMC)系统的同步问题,提出了一种基于训练序列(Training Sequence)的同步技术改进算法。该算法利用ZC(Zadoff-Chu)序列构造训练序列,并将训练序列分为3部分,第1、2部分采用相同的训练符号,第3部分2次复制第1部分的后半部分,多天线上的训练序列利用循环移位来实现,再分别利用它们的相关性来进行定时同步和频率偏移的估计。仿真结果表明,与Schmidl及Minn算法相比,改进的训练序列结构和算法减小了计算量,同时可获得更高的定时性能和更低的误码率。展开更多
水声信道是一个时变的双扩散信道,不仅会引起传输信号的时频扩展,而且会造成严重的信息损失。由于滤波器组多载波/交错正交幅度调制(Filter Bank Based Multicarrier/Offset Quadrature Amplitude Modulation, FBMC/OQAM)系统可通过改...水声信道是一个时变的双扩散信道,不仅会引起传输信号的时频扩展,而且会造成严重的信息损失。由于滤波器组多载波/交错正交幅度调制(Filter Bank Based Multicarrier/Offset Quadrature Amplitude Modulation, FBMC/OQAM)系统可通过改变发送信号的成型脉冲来减小时频扩展带来的符号干扰和子载波干扰,因此更适合快速时变的水下声信道。为了降低现有成型脉冲设计算法的优化难度,提出了一种快速且易于实现的成型脉冲设计方法,该方法根据信道时频统计特性对扩展高斯函数(Extend Gaussian Function, EGF)进行了优化,实现了期望信号能量最大化,并在时域符号间加入适当的保护间隔,进一步增强了抗多途干扰的能力。仿真结果表明,无论在高频散信道还是在低频信道下,相比于其它成型脉冲算法,该算法在降低计算量的同时,改进了的FBMC/OQAM系统的传输性能,误码率降低了2～3 dB。展开更多
针对传统水声滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)通信接收端需经过信道估计和均衡才可恢复出发送符号,系统复杂度高且信道估计精度不佳等问题。文章将深度神经网络融入到水声多载波通信当中,提出一种基于深度神经网络的水...针对传统水声滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)通信接收端需经过信道估计和均衡才可恢复出发送符号,系统复杂度高且信道估计精度不佳等问题。文章将深度神经网络融入到水声多载波通信当中,提出一种基于深度神经网络的水声FBMC信号检测方法。在训练阶段通过大量的数据迭代、调试超参数和优化算法来改善深度神经网络参数,使其具有预期的估计效果。利用训练完成的深度神经网络模型取代传统FBMC通信系统接收端的信道估计、均衡等模块,自适应地学习水声信道状态信息,同时避免了固有的虚部干扰影响。在测试阶段直接将频域序列作为网络的输入来预测发送的二进制序列,仿真结果表明所提出的基于深度神经网络的FBMC信号检测方法相比传统信道估计算法有更好的误码率性能。展开更多
文摘A new cyclic prefix(CP)-based nonoverlapping FBMC-QAM(CP-NO-FBMC-QAM)system with two prototype filters is proposed in this paper,which satisfies complex orthogonality conditions and good frequency energy confinement at the same time.We analyze its inter-carrier interference/inter-symbol interference(ICI/ISI)over multipath channels.Owing to the additional CP,the ISI of received symbols over multipath channels is eliminated in the proposed system,and the resulting improvement in the signal-to-interference ratio(SIR)performance is evaluated by theoretical analysis.Moreover,for the ICI caused by multipath propagation in received symbols,we develop a method that eliminates the ICI by frequency-domain channel estimation and equalization before the receiver filtering process.The proposed CP-NO-FBMC-QAM system and ICI cancellation method(ICICM)are validated by comparisons of implementation complexity,power spectral density(PSD),bit error rate(BER)and channel estimation performance with conventional CP-based orthogonal frequency division multiplexing(CP-OFDM)and FBMC-QAM systems.
基金The Scientific and Technological Research Program of Chongqing Municipal Education Commission(KJ1500435)
文摘针对引入载波聚合的滤波器组多载波(carrier aggregation-filter bank multicarrier,CA-FBMC)调制系统峰均功率比(peak to average power ratio,PAPR)进一步升高的问题,基于预留子载波(tone reservation,TR)思想,提出一种适用于面向载波聚合的FBMC(filter bank multicarrier)系统降低PAPR的有效方法,利用分量载波间原有保护子载波充当预留子载波成分,结合时域信号剪切的处理方法,在不改变原有信号子载波有效输入数据的前提下,降低系统信号的PAPR。同时,由于重叠因子的存在,为克服系统符号重叠特性的影响,利用后向迭代的处理思想,对时域输出信号进行分组,针对每组信号分别进行迭代剪切处理,并将处理完成的信号进行后向叠加处理,从而避免符号重叠引发的峰值增生而导致PAPR回退的问题。仿真结果表明,该算法可在不影响系统基本传输性能的情况下有效降低系统的PAPR。
文摘考虑到现实水声通信环境中存在非连续频带干扰导致系统的接收端误码率较高的问题,本文提出一种基于索引调制的FBMC水声抗干扰通信(filter bank multi-carrier with index modulation, FBMC-IM)技术研究方案。首先分析无干扰情况下,水声FBMC-IM通信系统误码率性能要优于传统FBMC系统。根据非连续频带干扰频率范围,对水声FBMC-IM系统的通信频带进行划分,使得与非连续频带干扰信号混叠部分的子载波静默,未受干扰的子载波保持活跃状态并承载通信信号,实现不连续的通信频带划分来规避干扰的影响。仿真实验结果表明,该方案明显降低了系统接收端的误码率,提高了系统的抗干扰能力。
文摘部分传输序列(Partial Transmit Sequence,PTS)是降低正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统峰均比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)的有效方法,但是PTS穷举法搜索最优解,使系统复杂度增加。针对这一缺点进行改进,提出了基于离散粒子群优化的部分传输序列(Partial Transmit Sequence based on Discrete Particle Swarm Optimization,PTS-DPSO)方法,并将其应用到基于偏移正交幅度调制的滤波器组多载波系统(Filter Bank Multicarrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC/OQAM)中。PTS-DPSO利用离散粒子群优化搜寻最优解,避免了系统复杂度的增加。通过仿真验证,PTS-DPSO可以有效抑制FBMC/OQAM系统过高的PAPR且误码率低。
文摘针对多输入多输出滤波器组多载波(Multiple Input Multiple Output Filter Bank Multi Carrier,MIMO-FBMC)系统的同步问题,提出了一种基于训练序列(Training Sequence)的同步技术改进算法。该算法利用ZC(Zadoff-Chu)序列构造训练序列,并将训练序列分为3部分,第1、2部分采用相同的训练符号,第3部分2次复制第1部分的后半部分,多天线上的训练序列利用循环移位来实现,再分别利用它们的相关性来进行定时同步和频率偏移的估计。仿真结果表明,与Schmidl及Minn算法相比,改进的训练序列结构和算法减小了计算量,同时可获得更高的定时性能和更低的误码率。
文摘针对传统水声滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)通信接收端需经过信道估计和均衡才可恢复出发送符号,系统复杂度高且信道估计精度不佳等问题。文章将深度神经网络融入到水声多载波通信当中,提出一种基于深度神经网络的水声FBMC信号检测方法。在训练阶段通过大量的数据迭代、调试超参数和优化算法来改善深度神经网络参数,使其具有预期的估计效果。利用训练完成的深度神经网络模型取代传统FBMC通信系统接收端的信道估计、均衡等模块,自适应地学习水声信道状态信息,同时避免了固有的虚部干扰影响。在测试阶段直接将频域序列作为网络的输入来预测发送的二进制序列,仿真结果表明所提出的基于深度神经网络的FBMC信号检测方法相比传统信道估计算法有更好的误码率性能。
