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研究人員將雙向軟判決反饋均衡器用于OFDM通信系統
2020/08/03 | 作者:中科院水下航行器信息技术重点实验室 | 【 【打印】【關閉】

  OFDMorthogonal frequency-division multiplexing)技術可以有效對抗信道的多徑效應,但易受多普勒效應影響。在多普勒擴展較大的信道下,OFDM系統子載波間的正交性會被破壞,從而産生子載波間幹擾。這將嚴重影響符號檢測和後續的信道譯碼效果,增大系統的誤碼率。

  爲了解決上述問題,中科院水下航行器信息技術重點實驗室鄢社鋒研究員團隊基于單載波通信中的雙向均衡算法,提出了一種適用于OFDM系統的雙向軟判決反饋均衡器(bidirectional soft-decision feedback equalizer, BiSDFE)。相關研究成果20204月在線發表于國際學術期刊 IEEE Wireless Communications Letters

  研究人員首先采用一個傳統的單向軟判決反饋均衡器(Soft-decision feedback equalizer, SDFE)對接收信號進行均衡,然後對OFDM解調符號和估計信道矩陣進行頻率反轉,推導出頻率反轉SDFE,之後再對兩者輸出的軟符號進行加權求和獲得最終的均衡輸出(算法框圖見圖1)。由于兩個均衡器輸出中的噪聲和錯誤位置相關性較低,而估計符號相關性較高,故通過該加權合並操作可以獲得雙向分集增益並減弱單向SDFE中的誤差傳播問題,從而提高系統誤碼率性能。

  研究人員將BiSDFE與現有各OFDM均衡器的誤碼率性能進行對比,仿真結果顯示,新型均衡器在各信噪比下均能獲得優于傳統均衡器的誤碼性能(圖2),並且在受多普勒擴展較大的信道(如水聲信道)中的優勢更爲明顯(圖3)。另外,它與單向SDFE的計算量在同一數量級上。

  BiSDFE揭示了OFDM技術的潛力,爲其在移動水聲通信等具有大多普勒擴展信道中的應用提供了可能的解決方案。

  本研究得到國家自然科學基金(No. 61725106)的資助。

  

  圖1 OFDM系統BiSDFE結構圖(圖/中科院聲學所)

  

  圖2 誤碼率-信噪比性能曲線(圖/中科院聲學所)

  

  圖3 誤碼率-歸一化多普勒性能曲線(圖/中科院聲學所)

  關鍵詞:

  OFDM;子載波間幹擾;軟判決反饋均衡;雙向均衡

  參考文獻:

  ZHAO Shiduo, YAN Shefeng, and XI Junyi. Bidirectional soft-decision feedback equalization for OFDM systems. IEEE Wireless Communications Letters, 2020, Early Access. DOI: 10.1109/LWC.2020.2988659.

  論文鏈接:

  https://ieeexplore.ieee.org/document/9072108

 
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