Frequency-Selective PAPR Reduction for OFDM
研究了正交频分复用（OFDM）系统中的峰均功率比（PAPR）问题。在传统的基于限幅和滤波的PAPR降低技术中，限幅噪声被允许在整个活动通带上扩展，从而类似地在所有活动子载波处降低发射信号质量。然而，由于现代无线电网络支持具有高度不同的服务质量期望的用户和服务的频率复用，因此来自PAPR降低的限幅噪声应当在相应的物理资源块（PRB）上不均匀地分布。为了促进这一点，我们提出了一种有效的PAPR降低技术，其中限幅噪声可以灵活地控制和滤波的发射机通带内，允许控制每个PRB的传输信号质量。在5G新无线电（NR）移动网络环境中提供的数值结果，证明了所提出的方法的灵活性和效率。
2019-04-01 eess.SP
High-Capacity and Low-PAPR BICM-OFDM Systems Using Non-Equiprobable and Non-Uniform Constellation Shaping With Clipping and Filtering
Graduate School of Engineering, The University of Osaka（大阪大学大学院工学研究科）
本文提出了一种结合非均匀星座塑形、裁剪和滤波的BICM-OFDM系统，实现低PAPR和高频谱效率。
2026-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
A Comprehensive Study of PAPR Reduction Techniques for Deep Joint Source Channel Coding in OFDM Systems
本文系统研究了OFDM系统中深度联合信源信道编码的PAPR降低技术，对比传统方法与深度学习方法，发现带重训练的限幅在失真类技术中性能最优，而非失真类技术可在不损害重建质量的前提下有效降低PAPR。
2023-09-21 eess.SP
Iterative Symbol Recovery For Power Efficient DC Biased Optical OFDM Systems
正交频分复用（OFDM）已被证明是一种有效的多载波数字通信技术。近年来，由于其频谱效率以及对频率选择性信道和窄带干扰的固有弹性，对光OFDM的兴趣显著增长。由于这些原因，它目前被认为是部署在短光纤链路中的主要候选者之一，例如用于数据中心间通信的光纤链路。本文提出了一种新的强度调制直接检测（IM/DD）系统中直流偏置光OFDM（DCO-OFDM）的符号恢复方案。我们介绍了一种替代方法的裁剪，以保持一个非负的实值信号，仍然保留信息，这是丢失时，使用裁剪，并提出了一种迭代检测算法，这种方法。与具有OFDM信号的$2$标准偏差的DC偏置的传统DCO-OFDM相比，在QPSK星座加性高斯白噪声（AWGN）平坦信道模型中，针对$10^{-3}$的符号错误率（SER），我们的新方案实现了传输光功率中的$50\%$的减少以及信号独立的噪声免疫力的增加（在SNR中获得$3$ [dB]）。
2020-08-31 eess.SP
Model Aided Deep Learning Based MIMO OFDM Receiver With Nonlinear Power Amplifiers
多输入多输出正交频分复用（MIMO OFDM）是移动通信系统的关键技术。然而，由于高峰均功率比（PAPR）的问题，OFDM符号可能遭受发射机处的功率放大器（PA）的非线性失真，这降低了接收机的信道估计和检测性能。为了减轻接收机端的削波失真，我们利用深度学习（DL）并设计了一种基于DL的接收机，该接收机由传统的最小二乘（LS）信道估计和迫零（ZF）均衡模型辅助。此外，提出了一种无需显式信道估计的数据驱动的基于DL的接收机，并将其与模型辅助的基于DL的接收机相结合，以进一步提高性能。仿真结果表明，所提出的模型辅助的基于DL的接收机具有优越的性能的误比特率，并具有不同程度的限幅失真的鲁棒性。
2021-05-30 eess.SP
Deep Joint Source Channel Coding for WirelessImage Transmission with OFDM
University of Michigan（密歇根大学）
提出了一种基于深度学习的联合信源信道编码（JSCC）方案，用于具有非线性信号限幅的多径衰落信道中的无线图像传输。提出的编码器和解码器使用卷积神经网络（CNN）和直接映射的源图像到复值基带样本的正交频分复用（OFDM）传输。所提出的模型驱动的机器学习方法消除了对单独的源和信道编码的需要，同时集成了OFDM数据路径以应对多径衰落信道。端到端JSCC通信系统将可训练的CNN层与表示多径信道模型和OFDM信号处理块的不可训练但可区分的层组合。我们的研究结果表明，通过将OFDM基带处理块注入到机器学习框架中来注入领域专家知识，与非结构化CNN相比，显着提高了整体性能。我们的方法优于传统的计划，采用国家的最先进的，但单独的源和信道编码，如BPG和LDPC与OFDM。此外，我们的方法被证明是强大的，对非线性信号削波在OFDM的各种信道条件下，不匹配的模型参数在训练过程中使用。
2021-05-24 cs.IT cs.LG eess.SP
Channel Independent Precoder for OFDM-based Systems over Fading Channels
本文提出一种用于衰落信道OFDM系统的信道独立预编码器，通过信息重新分配和交织器降低接收端瞬时噪声功率方差，并用削波因子约束改进ZF均衡器的增益，以适应信道条件。
2025-01-24 cs.IT eess.SP math.IT
A new approach to improve the performance of OFDM signal for 6G communication
正交频分复用是一种非常有效的调制技术，其可以通过同时发送多个载波来实现非常高的吞吐量，并且由于子载波的邻近性，所以它在频谱上是高效的。OFDM用于5G通信中，用于更高的数据传输。第六代通信也需要OFDM，因为它在频谱上更有效并且适合于高数据传输。OFDM的缺点包括峰均功率比和对载波偏移和漂移的敏感性。非线性功率放大器的使用引起信号扩展，并导致互调和信号星座失真。这两种失真对信噪比有影响，因此降低了效率。降低峰均比的方法有削波滤波、选择性映射、部分发送序列、音调预留、注入和非线性命令等。上述方法的缺点是计算复杂、频谱效率低、误比特率和PAPR率增加。在这项工作中，三个有效的方法进行了讨论和比较，以提高性能参数。提出了基于谐波限幅的自适应峰值窗方法、谐波核自适应滤波器和基于Slepian的平顶窗技术，以降低系统的BER、PAPR和CCDF，提高系统的信噪比。这种窗口技术平均了频谱中散布的噪声，从而通过最小化峰均功率比来减少信号损失。对计算结果进行了分析，并与现有的常规方法进行了比较。最后，在结果和比较部分中讨论了所获得的PAPR、BER和CCDF的降低。所提出的工作具有较高的信噪比比传统的方法。
2022-06-04 eess.SP
Spectral and Energy Efficiency of DCO-OFDM in Visible Light Communication Systems with Finite-Alphabet Inputs
直流偏置光正交频分复用（DCO-OFDM）在有限字母表输入的可见光通信（VLC）中的信息传输速率的界限尚未确定，相应的频谱效率（SE）和能量效率（EE）成为公开研究的问题。本文首次推导了有限字母输入下DCO-OFDM系统的精确可达速率。此外，我们还研究了电功率和光功率同时受限的DCO-OFDM系统的SE最大化问题。通过利用互信息和最小均方误差之间的关系，我们提出了一种多级汞水填充功率分配方案，以实现最大SE。此外，研究了DCO-OFDM系统的EE最大化问题，提出了Dinkelbach型功率分配方案，数值结果验证了所提理论和功率分配方案的有效性。
2022-02-02 cs.IT eess.SP math.IT
Impulsive Noise Detection in OFDM-based Systems: A Deep Learning Perspective
从接收信号中有效地去除脉冲噪声（IN）在许多通信应用中是必不可少的。针对基于正交频分复用（OFDM）的通信系统，提出了一种两阶段的IN抑制方法。在第一阶段，使用深度神经网络（DNN）来检测冲动的实例。然后，检测到的IN在抑制阶段被消隐，以减轻异常值的有害影响。仿真结果表明，相对于传统的方法，如消隐和限幅，使用阈值来检测的IN优越的误比特率（BER）性能的这种方法。我们证明了基于DNN的方法在以下情况下的鲁棒性：（i）考虑用于训练和测试的IN模型之间的不匹配，以及（ii）当接收器被授权使用交织技术时的突发脉冲环境。
2019-01-02 eess.SP
Sparse Channel Estimation and Signal Recovery for Reduced-PAPR Visible Light Optical OFDM Systems Relying on Bayesian Learning
Indian Institute of Technology Kanpur（印度坎普尔理工学院）；Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦特普尔理工学院）；University of Southampton（南安普顿大学）
针对低峰均比VLC-OFDM系统，提出基于组稀疏贝叶斯学习的信道估计与信号恢复方法，降低导频开销并提升BER、中断概率和NMSE性能。
2026-11-04 eess.SP
Statistical Inference-Based Channel Estimation for LD-Driven Visible Light O-OFDM Systems in the Presence of Relative Intensity and Input-Signal-Dependent Shot Noise
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Indian Institute of Technology Jodhpur（焦特普尔印度理工学院）；University of Southampton（南安普顿大学）
针对LD驱动VLC O-OFDM系统，提出统计推断框架估计信道，推导多种估计器及BCRLB，仿真表明MMSE性能最优。
2026-09-15 eess.SP
Performance of Analog Nonlinear Filtering for Impulsive Noise Mitigation in OFDM-based PLC Systems
异步和循环平稳脉冲噪声会严重影响基于OFDM的电力线通信系统的误码率。在本文中，我们分析了自适应非线性模拟前端滤波器，减轻各种类型的脉冲噪声没有不利影响，如自干扰和带外功率泄漏所造成的其他非线性方法，如削波和消隐。我们提出的自适应非线性微分限制器（ANDL）是由一个线性模拟滤波器，通过应用基于反馈的非线性，由一个单一的分辨率参数控制。我们提出了一种简单实用的方法来找到这个分辨率参数的值，确保减轻脉冲，而不影响所需的OFDM信号。与假设统计噪声模型的许多用于脉冲噪声减轻的现有方法不同，ANDL对噪声分布的确切性质是盲目的，并且被设计为与现有的线性前端滤波器完全兼容。我们通过模拟符合IEEE标准的基于OFDM的窄带PLC来展示ANDL的潜力。我们表明，建议的ANDL优于其他方法，在降低脉冲噪声环境中的BER。
2017-12-08 eess.SP
Measurement Based Non-Line-Of-Sight Vehicular Visible Light Communication Channel Characterization
车辆可见光通信（V-VLC）旨在提供安全的补充车辆到一切通信（V2X），以提高道路安全和交通效率。V-VLC提供定向传输，主要实现视距（LoS）通信。然而，由于附近物体的反射使得非视线（NLoS）传输成为可能，从而将使用场景扩展到LoS之外。本文提出了一种基于宽带测量的NLoS信道特性，并对直流偏置光正交频分复用（DCO-OFDM）V-VLC方案在NLoS信道中的性能进行了评估。本文提出了一种基于距离的NLoS V-VLC信道路径损耗模型，该模型考虑了反射面特性和NLoS V-VLC信道脉冲响应（CIR），并通过加权双伽玛函数将车辆反射引起的时间展宽效应考虑在内。建议的路径损耗模型产生更高的精度高达14 dB相比，单阶反射模型，而CIR模型估计的半高全宽高达2 ns的精度。我们进一步证明，对于DCO-OFDM传输，对于黑色、橙色和白色车辆反射引起的测量NLoS V-VLC信道，可以在7.86 m、9.79 m和17.62 m的距离内实现10^-3的目标误码率。
2021-11-22 cs.SY eess.SP eess.SY
Spectral and Energy Efficiency of ACO-OFDM in Visible Light Communication Systems
本文研究了VLC系统中ACO-OFDM的频谱和能量效率，推导了不同输入下的可实现速率，提出最优功率分配方案和闭式下界，并利用Dinkelbach型迭代算法解决非凸EE最大化问题。
2021-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of SPAD-Based Optical Wireless Communication with OFDM
近年来，单光子雪崩二极管（SPAD）在光无线通信（OWC）中的应用越来越受到人们的关注。SPAD在盖革模式下工作，可以作为光子计数接收器，从而无需跨谐放大器（TIA）。虽然SPAD接收机可以提供更高的灵敏度相比，传统的线性光电探测器，它遭受的死区时间引起的非线性。为了提高基于SPAD的OWC系统的数据率，可以采用光正交频分复用（OFDM）。本文提供了一个全面的理论分析的SPAD为基础的OWC系统使用OFDM信令考虑信号削波，SPAD非线性，和信号相关的散粒噪声的影响。提出了一种等效的加性高斯噪声信道模型来描述基于SPAD的OFDM系统的性能。该信道模型的统计特性以及信噪比（SNR）和出错率（BER）的解析表达式推导出封闭的形式。通过大量的数值计算，研究了接收机独特的非线性对系统性能的影响。结果表明，新的见解不同的光功率制度的可靠运行的SPAD为基础的OFDM系统，甚至远远超过SPAD饱和水平。
2022-06-04 cs.IT eess.SP math.IT
3-D Localization with Multiple LEDs Lamps in OFDM-VLC system
基于可见光通信（VLC）的定位是大范围室内定位应用的潜在候选者。在本文中，我们提出了一种基于正交频分复用（OFDM）的VLC架构，该架构具有集成在同一系统中的多种功能，即，3- D接收器位置、房间照明强度的控制以及数据传输能力。在这里，我们提出了一种新颖的方法，用于LED功率歧视应用空间光OFDM（SO-OFDM）结构的位置估计。混合定位器最初使用基于加权到达角（WAoA）的定位器进行第一估计，然后基于接收信号（RSS）的强度将其用作递归估计器的起始点。因此，第一阶段的部署，以增加收敛概率，减少均方根误差（RMSE）和第二阶段的迭代次数。此外，性能与计算复杂度进行了比较分析，这些估计器的参数变化。数值结果表明，在接收器光电二极管上的功率噪声的每二十个十年的递减的RMSE的十年的改善。通过对各仿真系统定位精度和传输容量的分析，得到了最佳限幅因子。最后，数值结果也证明了所提出的架构的有效性，鲁棒性和效率。
2018-12-22 eess.SP
Free Space Optical Integrated Sensing and Communication Based on DCO-OFDM: Performance Metrics and Resource Allocation
本文提出基于DCO-OFDM的FSO-ISAC方案，推导频谱效率与Fisher信息，构建联合功率分配问题并分解求解，仿真揭示通信与感知的权衡。
2023-12-21 cs.IT eess.SP math.IT
5 Gbps Optical Wireless Communication Using Commercial SPAD Array Receivers
光子计数探测器，如单光子雪崩二极管（SPAD）阵列，可以用来提高光无线通信（OWC）系统的灵敏度。然而，基于SPAD的OWC系统的可实现的数据率受到由SPAD死区时间引起的非线性的强烈限制。研究了基于SPAD的正交频分复用（OFDM）OWC系统的性能，并与开关键控（OOK）系统进行了比较。我们采用非线性均衡，峰均功率比优化，通过调整OFDM限幅电平，自适应比特和能量加载，以实现5 Gbps的记录实验数据率。两个调制方案的操作的对比最佳制度也证明了。
2022-04-04 cs.IT eess.SP math.IT
Pre-distortion and Pre-equalization for Non-Linearities and Low-Pass Effect Mitigation in OFDM-VLC Systems
正交频分复用（OFDM）传输在可见光通信（VLC）中的应用显示出了良好的前景。然而，作为电流和温度的函数的由高功率发光二极管（HPLED）发射的光功率的非线性的变化意味着急剧的OFDM-VLC性能退化。这项工作的第一部分，实验证实和模型这种退化，由于在高功率白色HPLED的温度。HPLED固有的并且由于光电二极管的固有电容的影响而加重的高频处的较高衰减是由于对于这样的频率的接收器处的信噪比（SNR）的降低而引起的另一个劣化因素。为了减轻这些影响，我们提出了一个预失真和数字预均衡方案，在发射机模块中使用发光反馈信号。该系统进行建模，使工作点的数学推导和评估的模拟和实验装置。通过允许传输光信号的线性化和在所有OFDM子载波中保持平均SNR，与其他方案（例如，非预失真、具有固定参数的预失真和简单的后均衡）相比，证实了性能改善。
2019-04-24 eess.SP
Visible light communication-based monitoring for indoor environments using unsupervised learning
Aalto University（阿尔托大学）
可见光通信（VLC）系统不仅提供照明和数据通信，而且如果适当跟踪不同事件对接收到的光信号的影响，还提供室内监控服务。为此，VLC接收机计算以均衡OFDM信号的子载波的信道状态信息也可以被重新用于训练无监督学习分类器。这样，可以在收集的CSI数据上创建不同的集群，然后可以将其映射到室内环境中要监视的相关事件，例如给定位置中新对象的存在或给定对象的位置的变化。与监督学习算法相比，所提出的方法不需要在训练数据中添加标签，从而显著简化了机器学习分类器的实现。通过一个基于OFDM的软件VLC链路对监测方法进行了实际验证，其中一对光电探测器~（PD）捕获来自磷光体转换LED的强度调制信号的副本。基于VLC的实验性监测演示的性能评估实现了几厘米范围内的定位精度，而无需部署大量传感器和/或在待跟踪对象上添加支持VLC的传感器。
2021-01-20 cs.LG eess.SP
Filterless Multi-Color VLC via DC-Biased QCT
King’s College London（伦敦国王学院）；Karadeniz Technical University（卡拉登技术大学）
本文提出一种无滤波多色可见光通信方法，利用直流偏置四分之一复合变换实现高信噪比和低失真，提升通信效率与鲁棒性。
2026-02-27 eess.SP
Impulsive Noise Mitigation in Underwater Acoustic Communication Systems: Experimental Studies
脉冲噪声是正交频分复用（OFDM）水声通信的主要障碍。在这项工作中，我们评估的无记忆模拟非线性预处理器（MANP），用于减轻离群值的性能。建议的MANP表现出间歇性的非线性，只有在脉冲噪声的存在下，并根据其幅度抑制功率的离群值。由于在抗混叠滤波之前，异常值在模拟域中是可区分的，因此MANP在所有情况下都优于其数字对应物。使用在冰下环境中收集的数据的实验结果表明，我们的方法相对于经典的非线性方法，如消隐和削波优越的BER性能。
2019-01-02 eess.SP
Terminal Orientation in OFDM-based LiFi Systems
本文基于实测建立LiFi用户设备随机朝向模型，证明信道为慢变信道，并分析反射漫射链路与用户遮挡对DC-OFDM性能的显著影响。
2018-08-28 eess.SP
Automatic Gain Control Design for Dynamic Visible Light Communication Systems
在动态可见光通信系统中，由于终端的快速移动，接收光功率会产生较大的波动。这样的波动将在模数转换器（ADC）处引起可能的信号削波和量化噪声，从而恶化通信链路的信噪比（SNR）和可靠性。为了减轻这种影响，自动增益控制（AGC）技术通常被引入到接收机前端，以自适应地调整电信号强度。本文提出了一种考虑AGC模型的VLC前端分析方法。在此基础上，从理论上推导了AGC的设计原则：AGC指标$m$、AGC最大增益$g_{max}$和AGC均衡范围$DR$的影响。接着，我们设计并实现了一个模拟AGC放大器，并通过误码率实验验证了AGC模型的有效性。最后，在不同速率的动态链路上，进行了带AGC功能的25 Mb/s开关键控（OOK）实时实验。实验结果表明，在1 m/s速率下，AGC能稳定系统的误码性能，提高系统性能。
2020-07-31 eess.SP
Chaos-Based Multicarrier VLC Modulator With Compensation of LED Nonlinearity
发光二极管（LED）闪电基础设施的大规模部署为将其重新用作可见光通信（VLC）提供了机会，以利用室内场景中当前的RF频谱危机。VLC中的主要问题之一是LED的有限动态范围和它们的非线性响应，这可能导致通信的严重降级，并且更具体地，导致比特出错率（BER）的严重降级。这由于基于光正交频分复用（O-OFDM）的多载波复用的广泛使用而加剧，其特征在于高的峰均功率比。在这里，我们提出了一个基于混沌的编码调制（CCM）设置专门适用于LED的非线性。它取代了通常的调制，同时保持多载波O-OFDM结构不变。首先，我们得到一个半解析界的比特错误概率，考虑到LED的非线性响应。边界的结果特别紧密的信噪比的范围内的利益。然后，我们提出了一种基于优化技术的调制器设计方法。目标函数是半解析界，并且将优化应用于CCM共轭函数的参数化。这适当地塑造了混沌波形，并导致BER的改善，在理想的预失真下优于经典的同行。
2020-04-17 cs.IT eess.SP math.IT
Bandwidth Is Not Enough: "Hidden" Outlier Noise and Its Mitigation
除了始终存在的热噪声之外，通信和传感器系统还可能包含大量具有异常值（例如脉冲）特性的干扰。可以使用间歇非线性滤波器来实时有效地减轻这种离群干扰（包括由非线性信号失真（例如，限幅）引起的离群干扰）。取决于干扰的性质和成分，通过这种滤波实现的感兴趣的信号的质量的改善将从“无害”到显著变化。在本教程中，我们将详细解释为什么干扰的基本异常值性质通常被掩盖，讨论与最先进的模拟和/或数字非线性缓解技术相关的许多挑战和误解，特别是在解决复杂的实际干扰场景时。然后，我们专注于实时离群噪声缓解的方法和工具，演示如何“多余的带”观测离群噪声，使其有效的带内缓解。我们介绍了用于离群噪声滤波的基本实时非线性组件，并提供了它们的实施例。我们进一步描述了用于宽带和窄带异常噪声降低的补充非线性滤波安排，并说明了其性能和对信道容量的影响。最后，我们概述了这些滤波结构的“有效模拟”数字实现，讨论了它们更广泛的应用，并评论了正在进行的开发平台的演示和测试。为了强调这种方法的有效性和通用性，在我们的示例中，我们使用了特别具有挑战性的波形，这些波形严重掩盖了低幅度离群噪声，例如宽带线性调频信号（例如用于雷达、声纳和扩频通信）和“突发”高波峰因数信号（例如OFDM）。
2019-07-08 eess.SP
