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
在滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统中,通常采用部分传输序列(Partial Transfer Sequence,PTS)方法来降低系统的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR),然而该方法在传输过程中需要携带边带信息,会降低频谱...在滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统中,通常采用部分传输序列(Partial Transfer Sequence,PTS)方法来降低系统的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR),然而该方法在传输过程中需要携带边带信息,会降低频谱利用率.对此提出了两点改进:在搜索最佳相位因子时,提出了新多层搜索方法,避免了相位因子的重复搜索,降低了计算复杂度;通过加入改进星座映射(Active Constellation Extension,ACE)方法,在接收端可以不需要边带信息即可快速解调出原始数据,虽然PAPR有所增加,但却显著提高了频谱利用率.通过计算和仿真验证了两个改进方案的有效性.展开更多
针对滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统的信道估计问题,对系统进行了简要介绍并提出一种基于线性最小均方误差(Liner Minimum Mean-Square Error,LMMSE)算法改进的信道估计算法。在原有的LMMSE算法基础上结合离散傅里...针对滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统的信道估计问题,对系统进行了简要介绍并提出一种基于线性最小均方误差(Liner Minimum Mean-Square Error,LMMSE)算法改进的信道估计算法。在原有的LMMSE算法基础上结合离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)算法,并进行迭代估计,同时利用奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)算法降低了计算的复杂度。仿真结果表明,改进的LMMSE算法明显提高了系统的性能。展开更多
针对具有偏移正交幅度调制的滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC-OQAM)系统中目前存在的定时同步算法问题,提出了一种改进的定时同步算法。该算法利用两个特殊设计的符号,将其...针对具有偏移正交幅度调制的滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC-OQAM)系统中目前存在的定时同步算法问题,提出了一种改进的定时同步算法。该算法利用两个特殊设计的符号,将其连续通过FBMC-OQAM系统后在时域形成共轭对称特性的信号。与现有的算法相比,该算法增加了计算相关序列的长度,但减少了训练符号,还去除了高旁瓣带来的干扰。理论分析与仿真结果表明,改进算法具有更好的定时同步性能。展开更多
针对滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统的信道估计问题,对系统进行简要介绍,并提出一种基于导频的信道估计算法。基于对导频预编码算法的改进,结合传统的预编码和干扰消除算法,在减少预编码复杂度的同时降低了误码率...针对滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统的信道估计问题,对系统进行简要介绍,并提出一种基于导频的信道估计算法。基于对导频预编码算法的改进,结合传统的预编码和干扰消除算法,在减少预编码复杂度的同时降低了误码率。仿真结果表明,通过算法的改进,系统性能得到相对提高,系统的复杂度也得到了改善并和传统的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)进行了对比,结果表明改进后的算法性能更加优越。展开更多
5G多载波调制技术滤波器组多载波FBMC(Filter-Bank Based Multi-Carrier)技术具有较高的峰值平均功率比PAPR(Peak Average Power Ratio),严重影响了系统传输效率。选择性映射SLM(Selected Mapping)虽能有效降低PAPR,但复杂度较高边带信...5G多载波调制技术滤波器组多载波FBMC(Filter-Bank Based Multi-Carrier)技术具有较高的峰值平均功率比PAPR(Peak Average Power Ratio),严重影响了系统传输效率。选择性映射SLM(Selected Mapping)虽能有效降低PAPR,但复杂度较高边带信息较多。对传统SLM算法进行改进,提出一种用混沌伪随机序列替代随机相位矢量序列的改进方案。仿真结果表明,改进的SLM算法不仅降低了PAPR,而且减少了边带信息的传输,降低了系统计算复杂度。该方案在5G多载波调制技术中具有广阔的应用前景。展开更多
水下环境的复杂性对水声通信带来挑战,一般通过优化信道估计技术来实现水下通信的高速率、可靠性传输。将滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filter bank based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)技术引...水下环境的复杂性对水声通信带来挑战,一般通过优化信道估计技术来实现水下通信的高速率、可靠性传输。将滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filter bank based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)技术引入水下,研究FBMC/OQAM系统中信道估计技术,并对离散导频信道估计算法进行重点研究。分析了不同信道影响下离散导频信道估计的性能,并针对辅助导频法额外功率消耗过高的问题进行改进,提出一种改进的辅助导频方法(improved auxiliary pilot method, IAP),降低功率消耗的同时又提高了估计性能。理论分析和水下仿真结果表明,IAP算法是水声通信实际应用中较好的选择。展开更多
滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)与偏移正交振幅调制(Offset Quadrature Amplitude Modulation,OQAM)相结合的FBMC-OQAM技术在无线通信系统中具有频谱效率高和无需同步等特点。然而,FBMC-OQAM系统较高的峰均功率比(Peak...滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)与偏移正交振幅调制(Offset Quadrature Amplitude Modulation,OQAM)相结合的FBMC-OQAM技术在无线通信系统中具有频谱效率高和无需同步等特点。然而,FBMC-OQAM系统较高的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)容易导致信号失真、频谱扩展、系统性能下降。鉴于此,文中提出一种载波预留(Tone Reservation,TR)和μ-律压扩联合的新方法(TR-μLaw)来降低FBMCOQAM系统的PAPR。TR方法具有无失真特性,而μ-律压扩法虽然给FBMC-OQAM系统带来了一定失真,但是能显著降低PAPR。TR-μLaw方法将二者结合,实现了两种方法的利弊互补。仿真结果表明,TR-μLaw方法在降低PAPR方面的性能优于μ-律压扩法和TR方法,在μ=3和Iterations=8时TR-μLaw方法的PAPR较后两者分别降低约1.0dB和3.4dB,且BER性能优于μ-律压扩法。展开更多
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。
文摘在滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统中,通常采用部分传输序列(Partial Transfer Sequence,PTS)方法来降低系统的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR),然而该方法在传输过程中需要携带边带信息,会降低频谱利用率.对此提出了两点改进:在搜索最佳相位因子时,提出了新多层搜索方法,避免了相位因子的重复搜索,降低了计算复杂度;通过加入改进星座映射(Active Constellation Extension,ACE)方法,在接收端可以不需要边带信息即可快速解调出原始数据,虽然PAPR有所增加,但却显著提高了频谱利用率.通过计算和仿真验证了两个改进方案的有效性.
文摘针对滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统的信道估计问题,对系统进行了简要介绍并提出一种基于线性最小均方误差(Liner Minimum Mean-Square Error,LMMSE)算法改进的信道估计算法。在原有的LMMSE算法基础上结合离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)算法,并进行迭代估计,同时利用奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)算法降低了计算的复杂度。仿真结果表明,改进的LMMSE算法明显提高了系统的性能。
文摘针对具有偏移正交幅度调制的滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC-OQAM)系统中目前存在的定时同步算法问题,提出了一种改进的定时同步算法。该算法利用两个特殊设计的符号,将其连续通过FBMC-OQAM系统后在时域形成共轭对称特性的信号。与现有的算法相比,该算法增加了计算相关序列的长度,但减少了训练符号,还去除了高旁瓣带来的干扰。理论分析与仿真结果表明,改进算法具有更好的定时同步性能。
文摘针对滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)系统的信道估计问题,对系统进行简要介绍,并提出一种基于导频的信道估计算法。基于对导频预编码算法的改进,结合传统的预编码和干扰消除算法,在减少预编码复杂度的同时降低了误码率。仿真结果表明,通过算法的改进,系统性能得到相对提高,系统的复杂度也得到了改善并和传统的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)进行了对比,结果表明改进后的算法性能更加优越。
文摘5G多载波调制技术滤波器组多载波FBMC(Filter-Bank Based Multi-Carrier)技术具有较高的峰值平均功率比PAPR(Peak Average Power Ratio),严重影响了系统传输效率。选择性映射SLM(Selected Mapping)虽能有效降低PAPR,但复杂度较高边带信息较多。对传统SLM算法进行改进,提出一种用混沌伪随机序列替代随机相位矢量序列的改进方案。仿真结果表明,改进的SLM算法不仅降低了PAPR,而且减少了边带信息的传输,降低了系统计算复杂度。该方案在5G多载波调制技术中具有广阔的应用前景。
文摘水下环境的复杂性对水声通信带来挑战,一般通过优化信道估计技术来实现水下通信的高速率、可靠性传输。将滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filter bank based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)技术引入水下,研究FBMC/OQAM系统中信道估计技术,并对离散导频信道估计算法进行重点研究。分析了不同信道影响下离散导频信道估计的性能,并针对辅助导频法额外功率消耗过高的问题进行改进,提出一种改进的辅助导频方法(improved auxiliary pilot method, IAP),降低功率消耗的同时又提高了估计性能。理论分析和水下仿真结果表明,IAP算法是水声通信实际应用中较好的选择。
文摘滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)与偏移正交振幅调制(Offset Quadrature Amplitude Modulation,OQAM)相结合的FBMC-OQAM技术在无线通信系统中具有频谱效率高和无需同步等特点。然而,FBMC-OQAM系统较高的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)容易导致信号失真、频谱扩展、系统性能下降。鉴于此,文中提出一种载波预留(Tone Reservation,TR)和μ-律压扩联合的新方法(TR-μLaw)来降低FBMCOQAM系统的PAPR。TR方法具有无失真特性,而μ-律压扩法虽然给FBMC-OQAM系统带来了一定失真,但是能显著降低PAPR。TR-μLaw方法将二者结合,实现了两种方法的利弊互补。仿真结果表明,TR-μLaw方法在降低PAPR方面的性能优于μ-律压扩法和TR方法,在μ=3和Iterations=8时TR-μLaw方法的PAPR较后两者分别降低约1.0dB和3.4dB,且BER性能优于μ-律压扩法。
