Digital Domain Power Division Multiplexed Dual Polarization Coherent Optical OFDM Transmission
通信系统的容量是通信系统永恒的追求，这是由于大量的带宽需求。作为现代通信网络的骨干基础设施，光纤传输系统通过利用光载波的可用物理维度（时间、频率、正交、偏振和空间）进行复用，在几十年中经历了显著的容量增长。对于每个维度，必须保证严格的正交性以完美分离独立的复用信号。为了赶上不断增长的容量需求，因此，开发新的复用方法是有趣和重要的，该方法放松正交约束，从而实现更好的频谱效率和更灵活的频率重用。受非正交多址接入（NOMA）方案思想的启发，提出了一种与现有双偏振相干光通信系统完全兼容的数字域功率分复用（PDM）传输技术。相干光正交频分复用（CO-OFDM）调制由于具有频谱利用率高、编码灵活、信道估计容易以及对光纤色散的鲁棒性等优点而被广泛采用。在1440 km标准单模光纤上实现了100 Gb/s波分复用（WDM）传输的PDM-DP-CO-OFDM。两个基带正交相移键控（QPSK）OFDM信号以不同的功率电平叠加在一起。PDM-DP-CO-OFDM信号经过IQ调制、偏振复用和长距离光纤传输后，在典型的偏振分集相干接收机中采用连续干扰抵消（SIC）算法成功地恢复出信号。
2017-06-01 cs.IT math.IT
Diversity Analysis of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
对于宽带无线通信系统，正交频分复用（OFDM）已经与多输入多输出（MIMO）技术相结合。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落的MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时实现空间分集和多径分集，是一种重要的技术。然而，分析BICMB-OFDM的分集是一个具有挑战性的问题。本文对BICMB-OFDM系统进行了分集分析。首先，推导了最大可达分集，并证明了全分集条件RcSL <= 1，其中Rc，S和L分别为码率，每个子载波上发送的并行流数和信道抽头数。然后，性能下降，由于子载波之间的相关性进行了研究。最后，子载波分组技术被用来对抗性能下降，并提供多用户兼容性。
2015-03-17 cs.IT math.IT
Experimental demonstration of Layered/Enhanced ACO-OFDM in short haul optical fiber transmission link
非对称限幅光正交频分复用（ACO-OFDM）理论上比直流偏置OFDM（DCO-OFDM）具有更高的功率效率，但频谱效率较低，因为它只使用奇数索引子载波，分配给无信息偏置分量的功率较少。分层/增强型非对称限幅光正交频分复用（L/E-ACO-OFDM）是一种提高ACO-OFDM频谱效率的新技术。在这封信中，我们实验演示了一个30公里的单模光纤传输使用L/E-ACO-OFDM在4.375吉比特/秒。采用基于Volterra滤波器的均衡器，L/E-ACO-OFDM系统的Q值比DCO-OFDM系统分别提高了2dB和1.5dB。
2016-08-18 cs.IT math.IT
Clipping Noise Cancellation for OFDM and OFDMA Systems Using Compressed Sensing
本文提出了一种基于压缩感知的正交频分复用（OFDM）系统限幅噪声消除方案。在该方案中，只有高可靠性的数据音被用来重建削波噪声，而不是整个数据音。为了在接收机处使用数据音调的一部分来重构限幅噪声，应用CS技术。由于快速傅立叶变换（FFT）结构的分解，所提出的方案也适用于交织正交频分多址（OFDMA）系统。数值分析结果表明，该方案对OFDM和OFDMA系统的限幅噪声消除都有较好的效果。
2011-12-08 cs.IT math.IT
Cell-Free Massive MIMO-OFDM Transmission over Frequency-Selective Fading Channels
该文提出并分析了频率选择性衰落信道下基于正交频分复用（OFDM）的无小区大规模多输入多输出（CFmMIMO）多载波传输。提出了频域共轭波束形成、导频分配和用户特定的资源分配。CFmMIMO-OFDM是可扩展的，以服务于大量的用户，并且是灵活的，以提供不同的数据率的异构应用。
2021-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Study on Downlink Spectral Efficiency in Orthogonal Frequency Division Multiple Access Systems
在以往的正交频分多址（OFDMA）系统容量研究中，通常假设来自相邻小区的同信道干扰（CCI）是高斯分布的随机变量。然而，很少的工作表明，高斯假设不成立的OFDMA系统。本文研究了OFDMA系统下行链路CCI的统计特性，并基于推导出的统计模型分析了OFDMA系统下行链路的频谱效率。首先，在考虑路径损耗、多径衰落和类高斯发射信号的情况下，研究了下行OFDMA蜂窝系统中CCI的概率密度函数。此外，在特殊情况下，得到了概率密度函数的封闭表达式。推导结果表明，CCI的PDF具有厚尾，并明显偏离高斯分布。然后，基于推导的CCI的统计特性，推导下行链路频谱效率。数值和仿真结果证明了推导的统计CCI模型和频谱效率。
2014-06-19 cs.IT math.IT
Alamouti OFDM/OQAM systems with time reversal technique
具有偏移正交幅度调制的正交频分复用（OFDM/OQAM）是一种多载波调制方案，其可以被认为是用于在多径衰落信道上传输的传统的具有循环前缀（CP）的正交频分复用（OFDM）的替代方案。本文研究了OFDM/OQAM与具有时间恢复（TR）技术的Alamplitude系统的结合。TR可以被看作是一种预编码方案，其可以与OFDM/OQAM相结合，并且容易在诸如Alamplitude系统的多输入单输出（MISO）环境中执行。仿真结果表明，OFDM/OQAM系统在单输入单输出（SISO）情况下的性能与传统的CP-OFDM系统相比，Alamplitude OFDM/OQAM与TR相结合的性能与Alamplitude CP-OFDM相比。通过计算作为发送信噪比（SNR）的函数的比特出错率（BER）来导出性能。
2015-01-07 cs.IT math.IT
Full-Diversity Precoding Design of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
多输入多输出（MIMO）技术已经与正交频分复用（OFDM）结合用于宽带无线通信系统。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时提供空间分集和多径分集，是一种重要的技术。在我们之前的工作中，子载波分组技术被应用于对抗子载波相关性的负面影响。证明了在R_cSL<=1的条件下，BICMB-OFDM-SG（BICMB-OFDM-SG）可以实现全分集，其中R_c、S和L分别为码率、每个子载波上的并行流数和信道抽头数。全分集条件意味着如果S增加，则R_c可能必须减小以保持全分集。因此，增加并行流的数量可能不会提高总传输速率。本文采用预编码技术来克服BICMB-OFDM-SG中R_cSL<=1的全分集限制问题。首先，对预编码后的BICMB-OFDM-SG进行了分集分析。然后，全分集预编码设计开发与最小可实现的解码复杂度。
2013-06-30 cs.IT math.IT
Waveform Design Using Half-duplex Devices for 6G Joint Communications and Sensing
联合通信和感知是一种很有前途的6 G技术，挑战在于如何有效地将它们集成。现有的频分和时分共存的方法很难带来积分增益。直接使用正交频分复用（OFDM）进行感测需要复杂的带内全双工来消除自干扰（SI）。为了解决这些问题，本文提出了新的共存方案，以获得超感测范围（SSR）和简单的SI消除。SSR使JCS能够获得仅感知方案的感知范围，并与通信共享资源。提出了一种随机时分的超多普勒测距方法。还提出了柔性感测植入OFDM（FSIOFDM）。FSI-OFDM利用随机的检测时机获得超多普勒范围，利用固定的拖尾检测时机获得超距离范围。仿真结果表明，所提出的方案可以在有限资源的情况下获得SSR。
2022-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
Weyl-Heisenberg Spaces for Robust Orthogonal Frequency Division Multiplexing
用于稳健的正交频分复用（OFDM）的Weyl-Heisenberg波形集的设计一直是相当大的工作量的主题。本文给出了正交Weyl-Heisenberg集及其相应的双正交集的完全参数化。使用这种参数化设计的Weyl-Heisenberg集的几个例子，在模拟中显示出很高的潜力，使OFDM鲁棒的频率偏移，定时失配，和窄带干扰。
2013-11-24 cs.IT math.IT
Deep Learning for Joint Design of Pilot, Channel Feedback, and Hybrid Beamforming in FDD Massive MIMO-OFDM Systems
针对FDD大规模MIMO-OFDM系统，提出端到端深度学习框架，联合设计导频、信道反馈与混合波束成形，并利用图神经网络建模波束成形器交互。
2023-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Coherent Optical DFT-Spread OFDM
我们考虑应用离散傅立叶变换扩展正交频分复用（DFT扩展OFDM）技术的高速光纤通信。DFT扩频OFDM是单载波技术的一种形式，它几乎具有多载波OFDM技术的所有优点（例如高频谱效率、灵活的带宽分配、低采样率和低复杂度均衡）。特别是，我们考虑的光DFT扩频OFDM系统与偏振分复用（PDM），采用了一个音接一个音的线性最小均方误差（MMSE）均衡器。我们表明，这样的系统提供了一个更低的峰均功率比（PAPR）的性能，以及更好的比特出错率（BER）的性能相比，采用幅度限幅的光OFDM系统。
2011-02-28 cs.IT math.IT
Enhanced asymmetrically-clipped optical OFDM
非对称限幅光正交频分复用（ACO-OFDM）是一种牺牲频谱效率以便在单极信道（诸如直接调制的直接检测光纤或自由空间信道）上传输正交频分复用信号的技术。已经提出了几种方法来重新获得这种频谱效率，包括：非对称限幅DC偏置光OFDM（ADO-OFDM）、增强型U-OFDM（EU-OFDM）以及频谱和能量高效OFDM（SEE-OFDM）。本文提出了一种新的方法，提供了最高的接收机灵敏度为给定的光功率在频谱效率高于3位/s/Hz，有一个7 dB的灵敏度优于直流偏置OFDM的1024-QAM在87.5%的频谱效率，在相同的比特率和光功率。
2016-03-08 cs.IT math.IT
5G Wireless and Wired Convergence in a Passive Optical Network using UF-OFDM and GFDM
在光接入域中提供无线和有线服务将是未来无源光网络（PON）的重要功能。随着第五代（5G）移动通信的出现，预见到了结合云无线电接入网络（C-RAN）架构的小型小区天线站点的密集部署的趋势。这种类型的网络架构大大增加了对高容量移动前传和回程链路的需求。实现这种连接的有效方式是利用波分复用（WDM）PON基础设施，其中无线和有线服务可以被融合以用于分发。在这项工作中，首次在PON中展示了5G无线候选波形与单载波有线信号的融合。通用滤波正交频分复用（UF-OFDM）和广义频分复用（GFDM）的三个频带在下行链路方向上结合数字10 Gb/s脉冲幅度调制（PAM）信号以中频发送。正交频分复用（OFDM）也被评估为基准。结果显示，对于每个波形，性能如何因5G信道间隔而变化-表明UF-OFDM在PON收敛方面的优势。所有波形的成功传输超过25公里的光纤也被证明。
2017-03-06 cs.IT math.IT
Symbol Rate and Carries Estimation in OFDM Framework: A high Accuracy Technique under Low SNR
在低信噪比（SNR）下，正交频分复用（OFDM）信号的符号速率受到限制。现有的载波数估计算法缺乏足够的方法来处理低信噪比。本文提出了一种低信噪比下低出错率的算法，该算法通过对信号进行相关处理并应用快速傅立叶变换（FFT）运算。通过对现有算法的改进，提高了OFDM载波计数算法的性能。通过对载波数和符号速率的估计，提高了OFDM有用符号时间估计算法的性能。
2022-07-27 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Evaluation of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing based Wireless Communication System with implementation of Least Mean Square Equalization technique
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术由于其高数据率传输能力、高带宽利用率以及对多径时延的鲁棒性，近年来被应用于无线通信系统中。衰落是接收机中考虑的主要方面之一。为了消除衰落的影响，接收端必须在数据解调之前进行信道估计和均衡。本文主要研究频率选择性衰落信道下OFDM通信中基于导频的信道估计技术。提出了一种针对正交频分复用（OFDM）系统的信道均衡方法。在FFT处理之前插入一个自适应均衡器，可以减轻可变延迟和多径的影响，以消除或大大减少保护间隔，并获得一定的频谱效率。自适应算法是基于自适应滤波与平均（AFA）的参数更新。在建立OFDM系统模型的基础上，通过大量的计算机模拟，研究了信道均衡系统的性能。结果表明，更高的收敛速度和适应速度相比，最常用的算法之一-最小均方（LMS）。
2012-12-30 cs.IT math.IT
Impact of Mobility on the Sum Rate of NB-OFDMA Based Mobile IoT Networks
在未来的物联网（IoT）网络中，移动设备的爆炸式增长迫使我们重新考虑当前频分多址（FDMA）方案的有效性。设备差异化的移动性特征和多样化的散射环境使得表征多用户干扰变得更加复杂。在基于3GPP窄带正交频分多址接入（NB-OFDMA）协议的物联网系统中，深入分析了设备移动性对子载波间干扰（ICI）的影响，得到了系统和速率与设备移动性之间的关系。我们的研究结果可以为移动场景下的系统设计提供一些启示。
2016-04-28 cs.IT math.IT
Deep Joint CSI Feedback and Multiuser Precoding for MIMO OFDM Systems
提出一种基于深度学习的联合CSI反馈与多用户预编码方法，利用深度联合信源信道编码压缩CSI特征向量并联合调整预编码方向与功率，显著提升了低信噪比与低反馈开销下的下行和速率。
2024-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel Hybrid Beamforming Algorithm with Unified Analog Beamforming by Subspace Construction Based on Partial CSI for Massive MIMO-OFDM Systems
混合波束成形（HB）已被广泛研究，以减少大规模多输入多输出（MIMO）系统中昂贵的射频（RF）链的数量。然而，先前关于HB的工作限于单个用户设备（UE）或单个UE组，采用不能应用于正交频分复用（OFDM）系统中在不同频率资源中服务的多个UE组的频率平坦的第一级模拟波束成形（AB）。针对大规模MIMO-OFDM系统，提出了一种基于所有用户空间协方差矩阵（SCM）知识的统一AB的HB算法，以支持多组用户。所提出的HB方法具有更少数量的RF链，可以实现超过95%的全数字波束成形性能。此外，提出了一种新的实用的子空间构造（SC）算法的基础上的部分信道状态信息来估计所需的SCM。所提出的SC方法可以提供超过97%的性能的完美SCM的情况下。利用所提出的方法，可以实现显著的成本和功率节省，而不会造成大的性能损失。此外，所提出的方法可以应用于大规模MIMO-OFDM系统中的时分双工和频分双工。
2016-11-02 cs.IT math.IT
Grassmannian Beamforming for MIMO-OFDM Systems with Frequency and Spatially Correlated Channels Using Huffman Coding
多输入多输出（MIMO）预编码是可以显著增强通信链路的有效方案。然而，这种增强是有代价的。许多预编码方案需要在发射机处通过来自接收机的反馈获得的信道知识。针对正交频分复用（OFDM）和MIMO的自然共同融合，利用频域和空间域的信道相关性来降低频分双工（FDD）系统中所需的反馈速率。建议的反馈方法是基于霍夫曼编码，并在这里采用的单流的情况下。该方法导致所需的反馈速率的显着降低，而没有任何性能损失。所提出的方法可以扩展到多流的情况。
2009-07-27 cs.IT math.IT
Structured Turbo Compressed Sensing for Downlink Massive MIMO-OFDM Channel Estimation
压缩感知已经被用于减少无线通信系统中的信道估计的导频开销。特别地，结构化turbo压缩感知（STCS）提供了用于结构化稀疏信号恢复的通用框架，其具有降低的计算复杂性和存储要求。本文研究了频分复用（FDD）下行链路中大规模多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）信道估计问题。利用大规模MIMO-OFDM信道在角频域（AFD）和角时延域（ADD）的结构稀疏性，采用AFD和ADD概率模型表示信道，并在STCS框架下设计基于消息传递的信道估计器。利用结构稀疏性，提出了几种基于空时编码的MIMO-OFDM信道估计算法。我们表明，与其他现有的算法相比，所提出的算法具有更快的收敛速度，并在广泛的仿真设置下实现竞争力的错误性能。
2018-11-08 cs.IT math.IT
An Implementation of Partial Transmit Sequences to Design Energy Efficient Underwater Acoustic OFDM Communication System
本文对水声收发器进行了研究。由于水声收发器比射频收发器消耗更多的功率。目前在无线电频率中使用的技术不能直接应用于水声系统，需要重新研究设计新的方法。为了实现可靠的声学数据传输，应该实现新的技术或者应该修改传统的正交频分复用技术。功耗还取决于水下声学信号传播和传输距离。一些水下声学应用需要对海洋进行长期监测。对于电池供电的调制解调器，它成为非常严重的问题。通过设计一个能量有效的OFDM通信系统可以解决这个问题。针对正交频分复用系统的主要缺点，研究了正交频分复用系统的峰均功率比。本文采用的降低峰均比的方法是部分发送序列，用于水声OFDM通信系统，具有较低的复杂度。研究结果为水声OFDM通信系统提供了较好的性能。
2020-07-02 cs.CE cs.IT eess.SP
Fast Channel Estimation for IRS-Assisted OFDM
在这封信中，我们研究了有效的信道估计的智能反射面（IRS）辅助正交频分复用（OFDM）系统，以实现最小的训练时间。首先，针对任意频率选择性衰落信道，提出了一种缩短OFDM符号长度的快速信道估计方法。其次，在IRS用户信道为视距信道的典型情况下，提出了一种基于采样IRS反射变化的快速信道估计方法。此外，导频信号和IRS训练反射模式联合优化两种方案。最后，所提出的计划进行了比较，通过模拟的训练时间和信道估计性能，以及对基准计划。
2020-08-11 cs.IT eess.SP math.IT
Dither Signal Design for PAPR Reduction in OFDM-IM over a Rayleigh Fading Channel
具有索引调制的正交频分复用（OFDM-IM）是一种新颖的方案，其中信息比特通过子载波激活模式（SAP）和活动子载波上的符号来传送。不幸的是，OFDM-IM继承了经典OFDM的高峰均功率比（PAPR）问题。具有高PAPR的OFDM信号在经过高功率放大器（HPA）时会产生带内失真和带外辐射。存在通过在空闲子载波中添加抖动信号来降低PAPR的尝试，其中抖动信号可以根据相应OFDM-IM子块的特性而具有各种幅度约束。但是，在瑞利衰落信道中，对于抖动信号的特定幅度约束没有结果。在这封信中，成对错误概率（PEP）分析的基础上，抖动信号的一个特定的约束条件，推导出在瑞利衰落信道。
2022-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
Orthogonal Chirp Division Multiplexing
Chirp波形具有脉冲压缩和扩频的能力，在雷达和通信系统中起着重要的作用。本文提出了一种在同一带宽内正交复用一组线性啁啾波形的原理。啁啾的幅度和相位被调制用于信息通信。傅立叶变换是正交频分复用（OFDM）的基础，菲涅尔变换是正交啁啾复用（OCDM）的基础。提出了利用离散菲涅尔变换实现OCDM系统的数字化实现方法。基于菲涅耳变换的卷积定理，分析了OCDM信号在加性噪声线性时不变或准静态信道下的传输，推广了典型的线性传输信道。基于菲涅耳变换的特征分解，提出了一种利用线性单抽头均衡器补偿信道色散的有效数字信号处理算法。讨论了OCDM系统的实现细节，重点讨论了OCDM系统与OFDM系统的兼容性。最后通过仿真验证了该算法在无线信道下的可行性。结果表明，OCDM系统能够利用多径分集，在多径衰落信道下性能优于OFDM系统。
2016-01-25 cs.IT math.IT
Low-Interference N-Continuous OFDM via Optimized Time-Domain Smoothing
提出一种基信号优化方法，在保持旁瓣抑制性能的同时降低NC-OFDM系统干扰，以低复杂度实现误码率、复杂度和旁瓣抑制的更好权衡。
2026-09-09 cs.IT eess.SP math.IT
Timing and Frequency Synchronization for 1-bit Massive MU-MIMO-OFDM Downlink
我们考虑大规模多用户（MU）多输入多输出（MIMO）下行链路的定时和频率同步，其中1位数模转换器（DAC）在基站（BS）。我们专注于实际相关的情况下，正交频分复用（OFDM）是用来在频率选择性信道进行通信。我们的贡献是双重的。首先，我们使用Bussgang定理来分析BS中存在1位DAC时定时和频率偏移对性能的影响。其次，我们证明了广泛使用的Schmidl-Cox同步算法的有效性。我们的研究结果表明，1比特的大规模MU-MIMO-OFDM下行链路是弹性的定时和频率偏移。
2019-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
OTFS: Interleaved OFDM with Block CP
正交时频空间（OTFS）调制是最近提出的用于高速车辆通信场景中的可靠通信的波形。它比正交频分复用（OFDM）具有更好的抗载波间干扰（ICI）的能力。在这项工作中，我们将OTFS描述为具有循环前缀和时间交织的块OFDM。这种解释有助于人们根据OFDM来可视化OTFS，并且它还有助于分析OTFS通过OFDM获得的增益。此外，我们将OTFS的性能与其竞争者5G新无线电（NR）的可变子载波带宽（VSB-OFDM）的OFDM配置进行了比较，同时考虑了实际的前向纠错码和3GPP高速信道模型。这提供了现实的性能比较，这是技术实现所高度期望的。考虑到实际的信道估计，我们发现OTFS优于具有5G NR参数的VSB-OFDM约5dB。我们还提出了峰均功率比（PAPR），由于特定的导频结构中使用的OTFS信道估计的结果。
2020-01-28 cs.IT eess.SP math.IT
On Partially Overlapping Coexistence for Dynamic Spectrum Access in Cognitive Radio
本文研究了认知无线电环境中部分重叠的共存场景。我们考虑了正交频分复用（OFDM）认知系统分别与窄带（NB）和OFDM主系统共存。我们专注于寻找共存系统之间的最小频率间隔，以满足特定的目标BER。加窗和置零被用来作为简单的技术，以减少OFDM的带外辐射，从而减少分离。研究了这些技术对OFDM系统频谱效率和峰均比的影响。
2019-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel Waveform Design for OFDM-Based Joint Sensing and Communication System
5G中的主要波形是正交频分复用（OFDM）。由于OFDM能够提供出色的数据传输能力和准确的感知信息，因此OFDM仍将是6 G中联合通信和感知（JCAS）的一种有前途的波形候选。本文提出了一种基于OFDM的对角波形结构和相应的信号处理算法。该方法沿着时频资源块的对角线分配感测信号。因此，线性结构中的感测信号跨越频域和时域两者。通过对对角传感信号进行一维离散傅里叶变换，可以同时估计目标的距离和速度。与传统的2D-DFT OFDM雷达算法相比，该算法的计算复杂性较低。此外，感测开销可以显著减少。所提出的波形的性能进行了评估，使用仿真和结果分析。
2023-01-09 cs.IT eess.SP math.IT
Massive MU-MIMO-OFDM Uplink with Direct RF-Sampling and 1-Bit ADCs
模数转换器（ADC）技术的进步为直接对宽带射频（RF）信号进行数字化提供了可能性，从而避免了模拟下变频的需要。在这项工作中，我们考虑了一个基于正交频分复用（OFDM）的大规模多用户（MU）多输入多输出（MIMO）上行链路系统，该系统依赖于在基站直接RF采样和数字化接收到的RF信号与1位ADC。利用Bussgang定理，我们提供了一个解析表达式的误差矢量幅度（EVM）实现的数字下变频和迫零合并。我们的结果表明，直接RF采样1位ADC实现低EVM，并支持大规模MU-MIMO-OFDM上行链路中的高阶星座。
2019-07-16 cs.IT eess.SP math.IT
ICINet: ICI-Aware Neural Network Based Channel Estimation for Rapidly Time-Varying OFDM Systems
针对快时变信道，提出了一种新的子载波间干扰（ICI）感知正交频分复用（OFDM）信道估计网络ICINet。ICINet由两个组件组成：预处理深度神经子网络（PreDNN）和级联的基于残差学习的神经子网络（CasResNet）。通过充分考虑ICI的影响，所提出的PreDNN首先以子载波方式细化初始信道估计。此外，CasResNet旨在进一步提高估计精度。该级联网络兼容任何导频模式，对系统配置不匹配具有鲁棒性。仿真结果验证了ICINet在性能和复杂度方面优于现有网络。
2021-06-18 cs.IT eess.SP math.IT
Impact of Inter-Channel Interference on Shallow Underwater Acoustic OFDM Systems
研究了信道间干扰（ICI）对浅海水声正交频分复用（OFDM）通信系统的影响。考虑到湍流的水面和底部的粗糙度，一个随机的基于几何的信道模型用于宽带传输的情况下，已被利用来推导仿真模型。由于系统带宽和子载波间隔在几kHz的范围内非常有限，因此水声系统的信道容量受到ICI效应的严重影响。为了进一步研究，我们在仿真模型的基础上构造了信号噪声干扰比（SINR），然后评估了信道容量。仿真结果表明，UWA-OFDM系统的子载波、带宽和OFDM符号等因素对不同多普勒频率下的信道容量有影响。这些观测结果为UWA-OFDM系统参数的选择提供了参考。
2021-01-06 cs.IT eess.SP math.IT
Physical Layer Security in a SISO Communication using Frequency-Domain Time-Reversal OFDM Precoding and Artificial Noise Injection
提出了一种频域（FD）时间反转（TR）预编码器，用于在使用正交频分复用（OFDM）和人工噪声（AN）信号注入的单输入单输出（SISO）系统中执行物理层安全（PLS）。AN信号不会破坏到合法接收器的数据传输，但会降低窃听者的解码性能。该方案在时分双工（TDD）系统中，利用信道互易性，当发送端知道合法链路的瞬时信道状态信息（CSI），但不知道潜在窃听者的瞬时CSI时，保证了对合法用户通信的保密性。三个最佳的解码结构在窃听被认为是在快衰落（FF）环境中取决于Alice和Bob之间的握手过程。封闭形式的近似的AN能量注入，以最大限度地提高SR的通信。此外，当Eve的信噪比（SNR）为无穷大时，确定了合法接收机端保证给定SR所需的条件。此外，还提出了注水功率分配策略，进一步增强了方案的保密性。仿真结果证明了所提出的安全系统的安全性能。
2020-11-13 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning for Joint Channel Estimation and Signal Detection in OFDM Systems
在本文中，我们提出了一种新的深度学习为基础的联合信道估计和正交频分复用（OFDM）系统中的信号检测方法，通过探索无线衰落信道的时间和频率相关性。具体而言，一个信道估计网络（CENet）的设计，以取代传统的插值过程中的导频辅助估计方案。然后，基于CENet的结果，设计了一个信道条件恢复网络（CCRNet）来恢复发射信号。实验结果表明，CENet和CCRNet实现了优越的性能相比，传统的估计和检测方法。此外，这两个网络被证明是强大的参数机会的变化，这使得他们呼吁实际实施。
2020-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Orthogonal Time-Frequency-Space (OTFS) and Related Signaling
该研究分析正交时频空（OTFS）及内嵌的正交短时傅里叶（OSTF）信令原理，明确二者是OFDM/SC-FDMA的二维信令扩展，据此讨论其优缺点，并分析多用户复用、提出广义复用方案。
2024-01-24 cs.IT eess.SP math.IT
Faster-than-Nyquist Non-Orthogonal Frequency-Division Multiplexing for Visible Light Communications
本文提出了一种用于可见光通信的快于奈奎斯特（FTN）非正交频分复用（NOFDM）方案，其中复用/解复用采用分数余弦逆变换（IFrCT）/FrCT。与常见的基于分数阶傅里叶变换的NOFDM（FrFT-NOFDM）信号不同，基于分数阶傅里叶变换的NOFDM（FrCT-NOFDM）信号是实值信号，可以直接应用于VLC系统，而不需要昂贵的上变频。因此，FrCT-NOFDM更适合于成本敏感的VLC系统。同时，在相同的传输速率下，FrCT-NOFDM信号比OFDM信号占用更小的带宽。当带宽压缩因子$α$被设置为$0.8$时，可以获得$20\%$带宽节省。因此，与OFDM相比，FrCT-NOFDM具有更高的频谱效率和更小的高频失真，这有利于带宽受限的VLC系统。仿真结果表明，采用$0.9$或$0.8$的$α$的FrCT-NOFDM系统的出错率性能优于OFDM系统。此外，FrCT-NOFDM具有优越的安全性能。总之，FrCT-NOFDM在未来的VLC系统中显示出巨大的应用潜力。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Adaptive Bit Allocation for OFDM Cognitive Radio Systems with Imperfect Channel Estimation
认知无线电在提高无线通信系统的频谱效率方面具有巨大的潜力。针对频率选择性衰落环境下的正交频分复用（OFDM）CR系统，提出了一种自适应比特分配算法。该算法最大化CR系统的吞吐量在窄带干扰的存在下，同时保证BER低于预定义的阈值。研究了非理想信道估计对算法性能的影响。
2019-02-08 cs.IT math.IT
The Delay-Limited Capacity Region of OFDM Broadcast Channels
本文研究了正交频分复用（OFDM）系统的延迟受限容量（DLC）。分析分为两个部分。在第一部分中，系统参数对OFDM DLC的影响进行了分析，在一般设置。主要结果是，在较弱的假设下，最大可实现的单用户DLC几乎是独立的路径衰减的分布在低信号噪声（SNR）区域，但强烈依赖于延迟扩展。在高SNR区域中，角色交换。在这里，延迟扩展的影响可以忽略不计，而分布的影响成为主导。在不对OFDM相关结构进行简化假设的情况下，推导出了相关的渐近量。此外，对于这两种情况下，它示出的DLC是最大化的，如果总的信道能量均匀地扩展，即功率延迟分布是均匀的。值得指出的是，由于得到了普适的界，因此所得结果也可用于其他类型的具有块衰落特性的并行信道。第二部分将设置扩展到广播信道，并研究相应的OFDM DLC BC区域。提出了一种计算OFDM BC DLC区域的算法。为了得到简单而智能的资源分配策略，引入了基于顺序统计量的注水率原理。这产生了基于正交频分多址（OFDMA）和有序信道状态信息（CSI）的OFDM DLC区域的分析下限。最后，该方案进行了比较，使用全CSI的算法。
2006-10-11 cs.IT math.IT
Blind Identification of SM and Alamouti STBC-OFDM Signals
提出了一种有效的空间复用（SM）和阿拉姆（AL）编码正交频分复用（OFDM）信号识别算法。利用来自不同天线的接收信号之间的互相关来提供区分特征以识别SM-OFDM和AL-OFDM信号。该算法既不需要估计信道系数和噪声功率，也不需要对发射信号进行调制。此外，它不需要空时分组码（STBC）或OFDM块同步。通过大量的仿真实验证明了该算法的有效性，在存在不同的传输损伤，如时间和频率偏移，多普勒频率，空间相关衰落。
2016-12-09 cs.IT math.IT
Study of Timing Synchronization in MIMO-OFDM Systems Using DVB-T
OFDM（正交频分复用）在有效利用带宽和数据率方面为4G和3GPP LTE系统提供了有前途的物理层。本文重点介绍了OFDM在地面数字视频广播（DVB-T）中的实现。主要研究了OFDM系统中存在的定时偏移问题，并提出了使用循环前缀（CP）作为修改的SC（Schmidl和COX）算法的解决方案。它还强调了定时同步以及通过位出错率的性能比较。OFDM中的同步问题很重要，如果不适当地解决，可能导致信息丢失。仿真实现了DVB-T系统，并在一定的分布模型下比较了不同的同步方法。
2014-04-30 cs.IT math.IT
Comparison of OFDM and Single-Carrier for Large-Scale Antenna Systems
大规模天线（LSA）或大规模多输入多输出（MIMO）由于其显著提高系统吞吐量的潜力而获得了很多关注。作为传统MIMO-正交频分复用（OFDM）的自然演进，LSA已经在大多数现有的工作中与OFDM相结合来处理无线信道的频率选择性。作为一种替代方法，单载波（SC）由于其低实现复杂度也被提出用于LSA系统。本文对LSA-OFDM和LSA-SC进行了全面的比较，对下一代无线通信系统的波形设计具有一定的参考价值。
2016-06-28 cs.IT math.IT
Distributions of Upper PAPR and Lower PAPR of OFDM Signals in Visible Light Communications
可见光通信中的正交频分复用（OFDM）技术继承了射频通信中OFDM技术峰均功率比（PAPR）高的缺点。实值VLC-OFDM信号的上峰值功率和下峰值功率都受到发光二极管（LED）动态约束的限制。VLC-OFDM的效率和传输功率与其上峰均功率比（UPAPR）和下峰均功率比（LPAPR）直接相关。本文将推导出UPAPR和LPAPR的互补累积分布函数（CCDF），并研究UPAPR和LPAPR的联合分布。
2014-02-11 cs.IT math.IT
Delay and Throughput Optimal Scheduling for OFDM Broadcast Channels
本文提出了一种调度策略，使用户的平均延迟最小化。调度方案进行了研究，通过分析和仿真的背景下进行的正交频分复用（OFDM）广播信道（BC）。首先，延迟的最优性得到了一个静态的情况下，提供特定的子问题的解决方案，然后进行分析的动态计划。此外，辅助工具来证明吞吐量最优。仿真结果表明了该方案的优越性能。
2007-03-08 cs.IT math.IT
Resource Allocation with Subcarrier Pairing in OFDMA Two-Way Relay Networks
研究了一种基于正交频分多址接入（OFDMA）的多用户双向中继网络，其中多个移动台（MS）通过多个中继站（RS）与一个公共基站（BS）进行通信。研究了基于子载波配对的中继功率分配、中继选择和子载波分配的联合优化问题。该问题被公式化为一个混合整数规划问题。通过使用对偶方法，我们提出了一个有效的算法来解决问题的渐近最优的方式。仿真结果表明，该方法可以显着提高系统的性能比传统的方法。
2011-12-30 cs.IT math.IT
On the Properties of Cubic Metric for OFDM Signals
作为正交频分复用（OFDM）信号幅度波动的度量，立方度量（CM）比峰均功率比（PAPR）更能反映非线性器件引起的失真，因此受到越来越多的关注。本文研究了OFDM信号的共模特性。首先，推导出CM的渐近分布。其次，验证了1.7倍过采样率足以在均方误差方面捕获连续OFDM信号的CM，这也是有实际意义的，因为在蜂窝通信系统的长期演进（LTE）中，快速傅立叶变换大小通常是标称带宽的1.7倍。
2015-06-23 cs.IT math.IT
New Codes for OFDM with Low PMEPR
本文提出了一种新的峰均包络功率比（PMEPR）严格控制的正交频分复用（OFDM）码。我们确定了一个新的家庭的序列发生在互补集，并表明，这样的序列形成子集的一个新的推广的里德-穆勒码。与以前的建设，我们提出了一个紧凑的描述，这样的代码，这使得他们适合更大的块长度。我们还证明了一些先前的构式只是作为特例出现在我们的构式中。
2005-08-03 cs.IT math.IT
Data-Driven Deep Learning Based Hybrid Beamforming for Aerial Massive MIMO-OFDM Systems with Implicit CSI
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Tsinghua University（清华大学）；Southeast University（东南大学）
在空中混合大规模多输入多输出（MIMO）和正交频分复用（OFDM）系统中，如何在有限的导频和反馈开销下设计频谱有效的宽带多用户混合波束形成是一个挑战。为此，通过将关键传输模块建模为端到端（E2E）神经网络，本文提出了一种基于数据驱动的深度学习（DL）的统一混合波束成形框架，用于具有隐式信道状态信息（CSI）的时分双工（TDD）和频分双工（FDD）系统。对于TDD系统，所提出的基于DL的方法将上行链路导频组合和下行链路混合波束成形模块联合建模为E2E神经网络。而对于FDD系统，我们将下行导频传输、上行CSI反馈和下行混合波束形成模块联合建模为E2E神经网络。与传统的分别处理不同模块的方法不同，该方法以总速率为优化目标，同时对所有模块进行优化。因此，通过感知空对地大规模多输入多输出-OFDM信道样本的固有特性，基于DL的E2E神经网络可以建立从信道到波束形成器的映射函数，从而可以避免显式信道重构，减少导频和反馈开销。此外，实际的低分辨率移相器（PS）引入了量化约束，导致训练神经网络时难以实现梯度反向传播。为了减轻由相位量化误差引起的性能损失，我们采用迁移学习策略来进一步微调E2E神经网络，基于预先训练的网络，假设理想的无限分辨率PS。数值结果表明，我们的基于DL的计划有相当大的优势，比国家的最先进的计划。
2022-09-09 cs.IT cs.LG eess.SP
N-continuous OFDM: System Optimization and Performance Analysis
N-连续正交频分复用（NC-OFDM）是一种很有前途的技术，以实现显着的旁瓣抑制基带OFDM信号。然而，高复杂性限制了它的应用。本文在传统的NC-OFDM的基础上，提出了一种新的时域N连续OFDM（TD-NC-OFDM）技术，通过一种新的基组的线性组合来平滑连续OFDM符号及其高阶导数，将原来的频域处理转移到时域。我们证明了TD-NC-OFDM是一个等价的传统的，而消耗低得多的复杂度。进一步，通过时域结构，推导出了NC-OFDM信号的闭式谱表达式，并得到了旁瓣衰减的紧致上界。本文还研究了TD-NC-OFDM技术对接收信号干扰噪声比（SINR）的影响，并给出了一个封闭形式的解析表达式。理论分析和仿真结果表明，TD-NC-OFDM系统能够以较低的复杂度抑制旁瓣。
2013-10-18 cs.IT math.IT
SNR Degradation due to Carrier Frequency Offset in OFDM based Amplify-and-Forward Relay Systems
在这封信中，信噪比（SNR）性能的正交频分复用（OFDM）放大转发（AF）中继系统中存在的载波频率偏移（CFO）的衰落信道进行了分析。推导了单中继节点情况下的信噪比表达式，并将其推广到多中继节点情况。分析结果表明，信噪比对频偏十分敏感，而信噪比对频偏的敏感性主要取决于相应链路信道的功率和增益因子。
2017-03-21 cs.IT math.IT
On Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation for Next Generation Wireless Networks
多输入多输出带索引调制的正交频分复用（MIMO-OFDM-IM）是近年来提出的一种新的多载波传输技术，它可以替代传统的MIMO-OFDM。在该方案中，OFDM与索引调制（OFDM-IM）的概念与MIMO传输相结合，以利用这两种技术的优点。在本文中，我们阐明了下一代5G无线网络的MIMO-OFDM-IM方案的实现和错误性能分析。提出了基于最大似然（ML）、近似最大似然（near-ML）、简单最小均方误差（MMSE）和有序连续干扰消除（OSIC）的MIMO-OFDM-IM MMSE检测器，并研究了它们的理论性能。通过大量的计算机模拟表明，MIMO-OFDM-IM方案在误码性能和频谱效率之间提供了一个令人感兴趣的折衷，并且在实际条件下，使用不同类型的检测器时，它获得了比经典MIMO-OFDM更好的误码性能。
2016-04-24 cs.IT math.IT
Pruning the Pilots: Deep Learning-Based Pilot Design and Channel Estimation for MIMO-OFDM Systems
在宽带大规模多输入多输出（MIMO）系统中，由于大量的天线和子载波，用于信道估计的导频传输的开销可能是过高的。这可能会显著降低整体频谱效率，并因此减少大规模MIMO的潜在好处。针对频分双工（FDD）MIMO正交频分复用（OFDM）系统，提出了一种基于神经网络（NN）的联合导频设计和下行信道估计方案。所提出的NN架构使用全连接层的频率感知导频设计，并优于线性最小均方误差（LMMSE）估计，通过利用卷积NN层的MIMO信道矩阵中的固有相关性。我们提出的神经网络架构使用一个非本地注意模块来学习信道矩阵中的更长范围的相关性，以进一步提高信道估计性能。我们还提出了一种有效的导频减少技术，通过在训练过程中逐渐修剪密集NN层中不太重要的神经元。这构成了NN修剪以减少导频传输开销的新应用。我们基于修剪的导频减少技术通过非均匀地跨子载波分配导频并通过卷积层和注意模块有效地利用信道矩阵中的频率间和天线间相关性来减少开销。
2021-04-12 cs.IT eess.SP math.IT
BER Performance of Polar Coded OFDM in Multipath Fading
正交频分复用（OFDM）技术近年来得到了广泛的应用。由于其普及性，OFDM已被采用为蜂窝技术和无线局域网（WLAN）通信系统中的标准。为了改善比特出错率（BER）性能，通常使用前向纠错（FEC）码来保护信号免受未知干扰和信道退化。在本文中，我们应用软判决FEC，更具体地说，极化码和卷积码，在准静态多径衰落信道中的OFDM系统，并比较在各种信道的BER性能。我们研究了极性码字内交织比特的效果。最后，对每种情况下的仿真结果的文件。
2016-09-30 cs.IT math.IT
Joint Channel Estimation and Nonlinear Distortion Compensation in OFDM Receivers
功率放大器（PA）中的非线性失真会严重降低正交频分复用（OFDM）通信系统的性能。本文提出了一种OFDM信号的最大似然信道频率响应和非线性PA模型联合估计器。推导的估计器是基于泰勒级数表示的功率放大器的非线性，适用于广泛的无记忆PA模型。本文还提出了一种用于接收端非线性失真自适应补偿的次优判决辅助算法。结果表明，所提出的算法可以用于IEEE 802.11a/g/p/ac兼容的无线局域网接收机，而无需在发送端进行任何修改。通过计算机模拟研究了所提算法的性能。
2016-12-29 cs.IT math.IT
