超Nyquist码元速率(FTN)理论的出现为提高通信系统数据传输速率奠定了基础。但是,FTN是以引入码间串扰(ISI)为代价的。这给接收端信号检测工作增加了难度。目前已有学者提出了基于线性频域均衡器(FDE)的FTN接收方案。但是FDE在设计抽头...超Nyquist码元速率(FTN)理论的出现为提高通信系统数据传输速率奠定了基础。但是,FTN是以引入码间串扰(ISI)为代价的。这给接收端信号检测工作增加了难度。目前已有学者提出了基于线性频域均衡器(FDE)的FTN接收方案。但是FDE在设计抽头系数时没有考虑接收滤波器对信道噪声的影响,而且FDE输出的结果仍然存在残余的ISI,因此性能略差。针对上述问题,将接收滤波器对信道噪声的影响考虑进均衡器设计中,并进一步提出了基于预测型判决反馈均衡器(NPDFE)的FTN接收方案,提高了接收性能。仿真结果表明:在BER=10-4条件下,当ρ=0.8时,NPDFE以提升一倍复杂度的代价使得所需的SNR比FDE减少约5 d B。展开更多
极化码是适用于物理层wiretap信道安全模型的一种编码方式,针对在超奈奎斯特(FTN)条件下传输的极化码,设计了一种无需获知窃听信道信噪比(SNR)的帧间链式加密的安全结构。通过混淆结构将对合法接收端可靠而对非法窃听端阻塞的码元进行扩...极化码是适用于物理层wiretap信道安全模型的一种编码方式,针对在超奈奎斯特(FTN)条件下传输的极化码,设计了一种无需获知窃听信道信噪比(SNR)的帧间链式加密的安全结构。通过混淆结构将对合法接收端可靠而对非法窃听端阻塞的码元进行扩散,利用物理层主信道和窃听信道的差异,在每一帧中生成主信道可译而窃听信道不可译的密钥序列,对下一帧进行加密,实现安全容量的帧间传输。仿真结果显示,在FTN加速场景和窃听信道SNR相对于主信道波动的前提下,提出的极化码帧间安全结构可在wiretap信道的平均信道退化程度为0 d B时实现信息的安全传输。展开更多
Multi-carrier faster-than-Nyquist(MFTN)can improve the spectrum efficiency(SE).In this paper,we first analyze the benefit of time frequency packing MFTN(TFP-MFTN).Then,we propose an efficient digital implementation fo...Multi-carrier faster-than-Nyquist(MFTN)can improve the spectrum efficiency(SE).In this paper,we first analyze the benefit of time frequency packing MFTN(TFP-MFTN).Then,we propose an efficient digital implementation for TFP-MFTN based on filter bank multicarrier modulation.The time frequency packing ratio pair in our proposed implementation scheme is optimized with the SE criterion.Next,the joint optimization for the coded modulation MFTN based on extrinsic information transfer(EXIT)chart is performed.The Monte-Carlo simulations are carried out to verify performance gain of the joint inner and outer code optimization.Simulation results demonstrate that the TFPMFTN has a 0.8 dB and 0.9 dB gain comparing to time packing MFTN(TP-MFTN)and higher order Nyquist at same SE,respectively;the TFP-MFTN with optimized low density parity check(LDPC)code has a 2.9 dB gain comparing to that with digital video broadcasting(DVB)LDPC.Compared with previous work on TFP-MFTN(SE=1.55 bit/s/Hz),the SE of our work is improved by 29%and our work has a 4.1 dB gain at BER=1×10^(-5).展开更多
对超奈奎斯特(faster than Nyquist,FTN)和奈奎斯特系统的频谱效率进行了对比分析。在绝对带宽的前提下,首先证明了基于根升余弦函数脉冲的单载波FTN可达速率大于奈奎斯特可达速率,并推导了有子载波间干扰的多载波FTN的频谱效率公式。...对超奈奎斯特(faster than Nyquist,FTN)和奈奎斯特系统的频谱效率进行了对比分析。在绝对带宽的前提下,首先证明了基于根升余弦函数脉冲的单载波FTN可达速率大于奈奎斯特可达速率,并推导了有子载波间干扰的多载波FTN的频谱效率公式。本文证明了单载波FTN的频谱效率大于奈奎斯特系统的频谱效率,并且证明了单载波FTN的频谱效率随着滚降因子的减小而增大。基于频谱效率公式和数值仿真,本文给出了多载波FTN对于不同滚降因子的最优子载波间隔。结果表明,即使存在子载波间干扰,基于最优子载波间隔的多载波FTN频谱效率也高于正交系统(奈奎斯特)的频谱效率。展开更多
文摘超Nyquist码元速率(FTN)理论的出现为提高通信系统数据传输速率奠定了基础。但是,FTN是以引入码间串扰(ISI)为代价的。这给接收端信号检测工作增加了难度。目前已有学者提出了基于线性频域均衡器(FDE)的FTN接收方案。但是FDE在设计抽头系数时没有考虑接收滤波器对信道噪声的影响,而且FDE输出的结果仍然存在残余的ISI,因此性能略差。针对上述问题,将接收滤波器对信道噪声的影响考虑进均衡器设计中,并进一步提出了基于预测型判决反馈均衡器(NPDFE)的FTN接收方案,提高了接收性能。仿真结果表明:在BER=10-4条件下,当ρ=0.8时,NPDFE以提升一倍复杂度的代价使得所需的SNR比FDE减少约5 d B。
文摘极化码是适用于物理层wiretap信道安全模型的一种编码方式,针对在超奈奎斯特(FTN)条件下传输的极化码,设计了一种无需获知窃听信道信噪比(SNR)的帧间链式加密的安全结构。通过混淆结构将对合法接收端可靠而对非法窃听端阻塞的码元进行扩散,利用物理层主信道和窃听信道的差异,在每一帧中生成主信道可译而窃听信道不可译的密钥序列,对下一帧进行加密,实现安全容量的帧间传输。仿真结果显示,在FTN加速场景和窃听信道SNR相对于主信道波动的前提下,提出的极化码帧间安全结构可在wiretap信道的平均信道退化程度为0 d B时实现信息的安全传输。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(61961014,61561017)。
文摘Multi-carrier faster-than-Nyquist(MFTN)can improve the spectrum efficiency(SE).In this paper,we first analyze the benefit of time frequency packing MFTN(TFP-MFTN).Then,we propose an efficient digital implementation for TFP-MFTN based on filter bank multicarrier modulation.The time frequency packing ratio pair in our proposed implementation scheme is optimized with the SE criterion.Next,the joint optimization for the coded modulation MFTN based on extrinsic information transfer(EXIT)chart is performed.The Monte-Carlo simulations are carried out to verify performance gain of the joint inner and outer code optimization.Simulation results demonstrate that the TFPMFTN has a 0.8 dB and 0.9 dB gain comparing to time packing MFTN(TP-MFTN)and higher order Nyquist at same SE,respectively;the TFP-MFTN with optimized low density parity check(LDPC)code has a 2.9 dB gain comparing to that with digital video broadcasting(DVB)LDPC.Compared with previous work on TFP-MFTN(SE=1.55 bit/s/Hz),the SE of our work is improved by 29%and our work has a 4.1 dB gain at BER=1×10^(-5).
文摘对超奈奎斯特(faster than Nyquist,FTN)和奈奎斯特系统的频谱效率进行了对比分析。在绝对带宽的前提下,首先证明了基于根升余弦函数脉冲的单载波FTN可达速率大于奈奎斯特可达速率,并推导了有子载波间干扰的多载波FTN的频谱效率公式。本文证明了单载波FTN的频谱效率大于奈奎斯特系统的频谱效率,并且证明了单载波FTN的频谱效率随着滚降因子的减小而增大。基于频谱效率公式和数值仿真,本文给出了多载波FTN对于不同滚降因子的最优子载波间隔。结果表明,即使存在子载波间干扰,基于最优子载波间隔的多载波FTN频谱效率也高于正交系统(奈奎斯特)的频谱效率。
