南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,南京 210046
【目的】文章进行仿真研究实验的目的是提高正交频分复用(OFDM)—波分复用(WDM)光纤通信系统的性能,为此提出了正交分组子载波幅度整形(QGSAS)双相位共轭孪生波(dual-PCTW)方案以抑制该类系统的非线性效应,并搭建多种不同条件下的仿真系统以探究该方案的性能。
【方法】具体的实验方法为:利用Matlab和Optisystem两种软件混合编程,在16和64进制正交幅度调制(QAM)格式下,选取两种QGSAS方案(正弦幅度整形和矩形幅度整形),搭建了3种维度(偏振域、子载波域和时域)的QGSAS dual-PCTW OFDM系统,共涉及12种组合形式。
【结果】通过仿真分析不同方案下的系统误码率,结果表明:QGSAS dual-PCTW方案可有效提高系统对非线性效应的容忍度;在讨论的几种组合方案中,16QAM下时域方案的dual-PCTW技术对系统有最佳的性能改善;应用QGSAS技术时,矩形幅度整形方案性能优于正弦幅度整形方案。
【结论】因此可以得到结论:在文章所提方案中,矩形幅度整形方案结合16QAM下的时域方案dual-PCTW技术,可以最有效地抑制OFDM-WDM系统的非线性效应。
相干光通信 正交频分复用 双相位共轭孪生波 正交分组子载波幅度整形 非线性效应 coherent optical communication OFDM dual-PCTW QGSAS nonlinear effect 光通信研究
2024, 50(2): 22005301
1 中国信息通信研究院技术与标准研究所 互联网中心,北京 100098
2 北京邮电大学 电子工程学院,北京 100876
为了满足当前日益增长的通信容量需求,新型多载波光纤通信技术成为科研人员关注的焦点。文章回顾了近20年来传统正交频分复用(OFDM)在光纤通信领域的发展历程,梳理了近年来滤波器组多载波(FBMC)和通用滤波多载波(UFMC)在光纤通信领域的相关研究。自2016年以来,针对光通信中OFDM存在的问题,如:带外泄漏高、依赖循环前缀(CP),峰均功率比(PAPR)值过高和系统同步要求高等,国内外众多学者以新型多载波为突破口展开了研究。FBMC光通信具有旁瓣功率最低和频谱利用率高等特点,但是由于使用了偏移正交幅度调制(OQAM),对应的数字信号处理(DSP)算法需要针对虚部干扰重新设计。UFMC光通信具备强大的时间同步偏差容忍性,对频率偏移不敏感,可以复用OFDM的DSP算法,但也存在如何进一步抑制带外功率和降低计算复杂度等问题。最后,文章结合当前的研究现状,对下一代光纤通信系统的诉求提出了研究方向和建议。
多载波 光通信 正交频分复用 滤波器组多载波 通用滤波多载波 multi-carrier optical communication OFDM FBMC UFMC 光通信研究
2024, 50(1): 23015301
1 电子科技大学 信息与通信工程学院,成都 611731
2 飞腾信息技术有限公司,天津 300450
针对目前无线通信课程内容侧重讲述基本理论推导,相关实验多关注模块功能仿真,缺乏系统性和真实场景的问题,提出了以GNURadio软件和通用软件无线电外设(USRP)硬件平台为基础的正交频分复用(OFDM)无线通信系统实验。该实验内容包括掌握OFDM的基本原理、搭建OFDM收发系统、分析相关通信性能和完成硬件系统,最后在实际无线通信场景中完成测试,实现实时视频传输。通过软件系统和硬件平台的协同,学生能充分了解无线通信的基本原理、各通信模块的使用、无线通信系统的架构以及相关的性能分析方法,完成从理论基础到工程应用、从模块验证到系统实现、从理想环境仿真到实际场景测试的跨越,从而全面提升工程素养。
GNURadio 通用软件无线电外设 正交频分复用 无线通信 视频传输 GNURadio USRP OFDM wireless communications video transmission
1 兰州理工大学计算机与通信学院,甘肃 兰州 730050
2 西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048
针对现有光无线正交频分复用(OFDM)索引调制均需接收端已知信道状态信息的问题,通过构建满足差分运算的时频弥散矩阵进行索引映射,提出了一种差分索引移位键控光OFDM方案。推导出了该方案在最大似然准则下的平均误码率上界,并与子载波索引移位键控直流偏置光OFDM(SISK-DCO-OFDM)系统进行了性能对比。其次,依据差分信号的特点,构造了一种适用于机器学习的差分信号特征向量,并结合径向基神经网络提出了一种多分类检测器,有效降低了译码复杂度。结果表明,所提差分索引方案有效避免了复杂的信道估计,同时在高信噪比下获得了近似SISK-DCO-OFDM的误码性能。所提检测器取得了近似差分最大似然检测算法的误码性能,而且复杂度大大降低,例如当子载波块长度为2和4时,所提检测器的复杂度分别降低了16.67%和70%。
光通信 光OFDM 差分索引移位键控 信道状态信息 机器学习 光学学报
2023, 43(18): 1801004
1 中讯邮电咨询设计院有限公司, 郑州 450000
2 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院, 北京 100000
设计了一种联合功率与子信道的资源分配算法, 该算法用于正交频分复用(OFDM)的多色可见光通信(VLC)系统。相比于传统的单色光通信, 文章所设计的算法可用于多种可见光, 包括红、绿、蓝等多种可见光的OFDM信号传输。该资源分配算法目的在于最大化可见光传输网络的传输速率, 首先对三种不同的可见光进行子信道的优化分配, 得到该优化值后对其进行功率分配, 以达到最终的目标优化值。仿真结果表明, 相比于固定的资源分配算法, 该算法可以取得更高的传输速率。
可见光通信 资源分配 优化算法 VLC resource allocation optimization algorithm OFDM OFDM
OFDM信号是雷达通信一体化系统常用的发射波形之一。分析比较了两种不同序列的OFDM信号(ZC序列和Oppermann序列)的特性, 分别从自相关、峰均比、模糊函数和多普勒容限等方面, 分析对比了两种波形的性能。理论分析和仿真实验表明, ZC序列和Oppermann序列的自相关都具有集中的主瓣, 但ZC序列的自相关旁瓣高于Oppermann序列;ZC序列的峰均比优于Oppermann序列;ZC-OFDM信号和Oppermann-OFDM信号具有相同的呈“斜刀刃”型的模糊函数;ZC-OFDM信号的多普勒容限好于Oppermann-OFDM信号。因此, ZC-OFDM信号比Oppermann-OFDM信号具有更优的雷达探测性能。
雷达 探测性能 OFDM信号 ZC序列 Oppermann序列 模糊函数 radar detection performance OFDM signal ZC sequence Oppermann sequence ambiguity function
Author Affiliations
Abstract
School of Physics and Electronics, Hunan Normal University, Changsha 410081, China
In this Letter, we have experimentally verified a low-complexity subcarrier pairwise-averaging (SPA)-enhanced channel estimation (CE) method for small-size fast Fourier transform (FFT) non-Hermitian symmetric orthogonal frequency-division multiplexing (NHS-OFDM) transceivers. Compared with intra-symbol frequency averaging (ISFA), more than 20% look-up tables and 10% logic power consumption can be saved. The least-square (LS), ISFA, and SPA CE methods are compared by offline and real-time digital signal processing approaches. The results show that the receiver sensitivity of the SPA NHS-OFDM transmission system with 64/128-point FFT can be improved by more than 1 dB at the bit error rate of 3.8 × 10-3 compared to the LS.
NHS-OFDM least-square intra-symbol frequency-averaging subcarrier pairwise-averaging Chinese Optics Letters
2022, 20(5): 050601
1 江苏电子信息职业学院 计算机与通信学院,江苏 淮安 223003
2 重庆大学 计算机学院,重庆 400044
为了实现多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)系统中同步损伤和信道的联合估计,提出了一种基于网格搜索的联合估计算法。首先通过构建起一个以反映同步损伤和信道响应影响的系统模型,然后将各损伤参数估计的多维优化问题简化为二维网格和一维网格搜索,从而实现对载波频率偏移、采样频率偏移和符号定时误差的联合估计;数值仿真结果表明,本文提出的联合估计算法相比于非联合估计算法具有更好的估计性能。
多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统 同步损伤 信道响应 联合估计 网格搜索 均方误差 Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequenc synchronous damage channel response joint estimation grid search Mean Square Error(MSE) 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 990
兰州理工大学计算机与通信学院,甘肃兰州730050
索引调制光OFDM虽可实现高频谱效率,但其误码性能还不够理想。为此,本文结合非对称限幅光OFDM技术,通过每组激活数目不等的子载波,提出了一种广义索引调制非对称限幅光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical OFDM with Generalized Index Modulation, ACO-OFDM-GIM)方案。每个子载波块中选择激活数目不唯一的子载波,同时引入子载波分配算法进一步提升了系统的误码性能。文中详细介绍了ACO-OFDM-GIM调制映射原理,推导了其在湍流信道下的理论误码率,并采用仿真实验进一步验证了其性能。结果表明,与ACO-OFDM、ACO-OFDM-IM等系统对比,ACO-OFDM-GIM系统的传输速率和误码性能都有明显改善。在频谱效率相同的情况下,ACO-OFDM-GIM系统在大信噪比时能够获得比ACO -OFDM和ACO-OFDM-IM系统更好的误码性能。当误码率为
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时,强湍流条件下(4,[1,2])ACO-OFDM-GIM系统的信噪比相对于(4,2)ACO-OFDM-IM和ACO-OFDM系统分别改善了约
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和
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。ACO-OFDM-GIM方案为未来大气激光通信传输速率的提高提供了一种有效手段。
广义索引调制 光OFDM 子载波分配算法 误码性能 generalized index modulation optical OFDM subcarrier allocation algorithm error performance
重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065
针对5G中下行正交频分复用(OFDM)系统由于多普勒频移和发送机与接收机晶振不同步引起频率误差导致接收机解调信号出错的问题,文章提出了一种主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)联合的频偏估计算法。首先,对接收端的 PSS和SSS分别与本地PSS和SSS进行互相关运算,其次将同一时隙第1个同步信号和物理广播信道块(PBCH)(SSB)的PSS互相关结果与第2个SSB的SSS互相关结果进行互相关运算计算初始频偏值; 最后用同一个SSB中的PSS互相关结果和SSS互相关结果作互相关运算计算新的频偏值,并采用初始的频偏值对其进行极性修正,从而得到最终频偏。与基于PSS的频偏估计算法相比,该方法利用PSS和SSS进行联合频偏估计,提高了算法精度,同时将估计范围从[-3.5,3.5] kHz扩大到了[-7.0,7.0] kHz。
正交频分复用 频偏估计 主同步信号 辅助同步信号 5G 5G OFDM frequency offset estimation PSS SSS