单载波频域均衡技术的研究
单载波系统与OFDM比较及均衡技术研究
单载波系统与OFDM比较及均衡技术研究兰海洋;徐伟掌;余心乐【摘要】This paper mainly introduces the comparison of the capability of Orthogonal Frequency Division Multiplexing（OFDM） and signal carrier system based on block transmission,as well as another two key technologies about frequency domain equalization（FDE）.Due to the use of the Unique Word（UW） in signal carrier transmission system,here the FDE technology at receiver is to certain extent simplified.Although the signal carrier system has similar ability of resistance to interference compared to OFDM,the much lower PAPR makes signal carrier system a good technology in the development of communication system.%介绍OFDM与基于块传输单载波通信系统的技术对比,以及单载波系统的关键技术频域均衡的两种算法。
由于单载波系统传输时加入了UW（Unique Word）符号,使其在接收端的频域均衡技术大大简化。
它与多载波OFDM通信系统相比较有相似的抗干扰性能和较小的峰均比特性,是对未来通信系统多载波传输的一个有利补充。
【期刊名称】《中国传媒大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(018)004【总页数】4页(P51-54)【关键词】单载波;OFDM;频域均衡【作者】兰海洋;徐伟掌;余心乐【作者单位】中国传媒大学广播电视数字化教育部工程研究中心,北京100024;中国传媒大学广播电视数字化教育部工程研究中心,北京100024;中国传媒大学广播电视数字化教育部工程研究中心,北京100024【正文语种】中文【中图分类】TN911.5未来无线通信系统是一个高速率、大容量系统。
单载波系统与OFDM比较及均衡技术研究
会破 坏各 子 载波 之 间的正 交性 ， 导致 信 号失 真 。 （） ２ 峰均 比过 大 。Ｏ Ｄ 信 号 是 多个 小 信 号 的 ＦＭ 总 和 ， 小小 信 号相 位是 由传 输 数 据 决 定 的 。对 某 这 些 数据 ， 这些 小信 号 可能 是 同相 ， 而幅 度上 叠加 在一 起从 而 产 生 了很 大 的 瞬 时 峰 值 幅 度 。这 样 会 增 加 Ａ Ｄ、 ／ 的复杂 性 。也 会 降 低 射 频 功 率 放 大 器 效 ／ ＤＡ 率 。并 且 ， 射 端 放 大 器 限 制 了信 号 的 峰值 ， 在 发 会 Ｏ Ｄ 频 段 和邻频 段 问产 生干 扰 。 ＦＭ
Ｃ Ｐ的 内容 是不 可确 知 的 ， 导 致 Ｃ 这 Ｐ只 能 用 作 保 护
（ ）由 于 Ｏ Ｄ 的 正 交 频 分 的 特 点 ， 得 １ ＦＭ 使 Ｏ Ｄ 系统 在窄 带带 宽下 也 能够 发 出大量 的数 据 ； ＦＭ 。 （） ２ 对抗 频 率 选 择 性 衰 落 或 窄 带 干 扰 、 径 干 多 扰 效果 较好 ； 多载 波 系统 中 ， 在 只有一 部 分载波 受 到
Ｎ —ｌ ￣ＦＤ／ 嫡 Ｉ秉
—
式 中 ： 为 第 ｋ路 子 载 波 的振 幅 ， Ｂ 它受 基 带码 元 的调制 ； 为第 路 子 载波 的频 率 ； 为 ｋ第 路 子 载波 的初 始 相 位 。则 在 此 系 统 中的 Ｎ路 子 信 号 之
和 可 以表 示 为
Ｎ 一１
５ ２
中国传媒大学学报 自然科学版
第 １ ８卷
码 元 速率 ， 大码 元 的符号 周期 ， 增 提高 系统 的抗 衰 落 和 干扰 的 能力 ， 时 由于每个 子载 波 的正交 性 ， 同 频谱
单载波通信系统的迭代频域合成均衡算法
单载波通信系统的迭代频域合成均衡算法
单载波通信系统的迭代频域合成均衡算法是一种用于提高通信信道传输性能的技术。
在单载波通信系统中，信号通过信道传输时会受到多径效应、频率选择性衰落和噪声等影响，导致接收端信号失真和误码率增加。
为了解决这个问题，迭代频域合成均衡算法被提出。
该算法基于频域均衡原理，通过在接收端对接收到的信号进行频域均衡处理，来抵消信道引起的失真。
迭代频域合成均衡算法的基本步骤包括：
1. 通过FFT将接收到的信号转换到频域，得到频域信号。
2. 估计信道的频率响应，可以使用最小均方误差（MMSE）等方法进行估计。
3. 对频域信号进行均衡处理，通过将信道的频率响应取倒数，对频域信号进行除法操作。
4. 将均衡后的频域信号通过IFFT转换回时域信号。
5. 对时域信号进行解调和检测，得到最终的信号。
然而，单次的频域均衡可能无法完全消除信道引起的失真，特别是在高信噪比和严重的多径效应情况下。
因此，迭代频域合成均衡算法采用了迭代的方式，反复进行频域均衡和解调过程，以逐步减小失真。
迭代频域合成均衡算法的优势在于可以提供更好的信号质量和更低
的误码率。
它适用于高速数据传输和对信号质量有较高要求的通信系统，如移动通信和宽带通信。
总之，单载波通信系统的迭代频域合成均衡算法通过频域均衡处理来抵消信道引起的失真，提高通信性能。
它是一种有效的技术，可以应用于各种通信系统中，以提供更可靠的通信服务。
一种新型单载波频域均衡系统设计及实现
0 引言随着移动无线视频传输的发展，用户对传输速率的要求越来越高。
带宽的增加必然引起无线传播过程中的多径问题，来自各个不同反射径的信号干扰正常信号的接收。
研究结果表明，传输的带宽越大，符号周期越小，无线传播过程中的多径问题越严重。
目前，解决多径问题的技术主要有正交频分复用（OFDM）技术和单载波频域均衡均衡技术（SC-FDE）。
其中，OFDM技术本质上隶属于多载波技术，它利用正交子载波并行传输技术将每一路传输速率降低以解决多径问题，但其多载波的本质导致其在发射时会发生多载波幅度叠加，导致瞬时发射功率的巨大波动，引起发射信号峰均比（信号最大功率和平均功率的比值）过大，这将大大降低功放效率，增加功耗。
而单载波频域均衡技术在调制前对调制符号序列进行线性处理，有效降低了发射信号的峰均比，逐渐得到业界的重视和青睐。
但其也存在着信道时变能力弱（抗多普勒效应），即信道移动性的问题。
针对上述的信道移动性问题，本文提出了一种改进的单载波频域均衡系统，可解决信道移动性问题，保证信道跟踪速度和跟踪精度。
1 单载波频域均衡技术单载波频域均衡系统原理如图1所示。
在发送端通过将数据映射后形成帧结构，并在每个帧之间插入循环前缀的方法来最大限度地消除符号之间的干扰，进入数模变换模块将数字信号转化为模拟信号，进入无线信道传输。
在接收端，利用模数变换模块将接收的模拟信号转化为数字信号，移除循环前缀，通过执行快速傅里叶变换（FFT）和快速傅里叶逆变换（IFFT）运算后，完成逆映射后，解析出原始数据完成信号接收。
图1 单载波频域均衡系统原理图单载波频域均衡技术作为离散傅里叶变换扩展正交频分复用（DFTS-OFDM）的一种特殊情况，与传统的OFDM技术相比，具有相同的多径解决能力，但其有效的降低了发射信号的峰均比，如图2所示。
与OFDM相比，SC-FDE的峰均比明显低。
在16QAM调制时，SC-FDE的峰均比也只是稍微增加，而在OFDM情况下，峰均比基本与调制方式无关，这是因为OFDM 信号是大量的独立调制子载波的和，瞬时功率近似于指数分布，而与每个子载波的调制方式无关。
DSP大作业——单载波频域均衡(仲元红)
单载波频域均衡背景知识传统单载波系统是一种很成熟的传输系统，当今大部分在用的通信系统都属于单载波传输体系，如GSM，IS95等。
由于信道的影响，信号在传输过程中将产生符号间干扰（信道卷积效果造成接收符号不再是原符号），传统的单载波传输技术中，接收端采用传统的时域均衡器来补偿码间干扰；而在宽带传输时（采样率高），这样的系统传输的符号将产生更为严重的符号间干扰，导致时域均衡器复杂度太高且性能达不到要求。
为了减少均衡的复杂度，使用块传输的单载波系统被提出[1~3]，这样的系统与OFDM系统类似，通过分块并添加循环前缀（Cyclic Prefix, CP）或者特殊码字[1~3]（Unique Word，UW）把信道的影响从时域的卷积变为频域的乘积见图1，从而可以使得在频域进行单点均衡，大大减少了系统的复杂度，这样的系统一般称为单载波频域均衡（Single-Carrier Frequency Domain Equalization ，SC-FDE）系统，或者单载波循环前缀系统、单载波块传输系统。
目前单载波频域均衡的多址技术（Single-Carrier- Frequency Domain Multiple Access，SC-FDMA）已经成功应用于4G上行通信中。
（1）使用UW的分块结构（2）使用CP的分块结构图1 使用UW或者CP的单载波频域均衡系统的基本结构如图2，从图中可以看出，整个系统与OFDM 有同样的复杂度，两者都有FFT和IFFT操作所以他们适合在同一系统共存。
但是OFDM把IFFT放在发射端，FFT放在接收端；而SC-FDE把FFT和IFFT操作都放在接收端，所以其发射机的复杂度更低。
而且与OFDM系统相比，SC-FDE 降低了对相位噪声、频偏的敏感性和峰值平均功率比(PAPR)，从而降低了接收端对调谐器的精度要求，也降低了功率放大器等模拟器件的成本，因此SC-FDE更适合上行系统。
另外，借助OFDM预编码技术，可以把SC-FDE和OFDM等价起来，即如果OFDM的预编码矩阵选做FFT矩阵，这个系统就是一个SC-FDE 系统。
单载波频域均衡c语言
单载波频域均衡c语言（最新版）目录1.单载波频域均衡的概述2.C 语言在单载波频域均衡中的应用3.单载波频域均衡的算法实现4.C 语言编程实现单载波频域均衡的步骤5.单载波频域均衡在通信系统中的重要性正文【1.单载波频域均衡的概述】单载波频域均衡是一种在通信系统中用于抵消传输过程中信号失真的技术。
在数字通信系统中，信号在传输过程中会受到各种因素的影响，例如：传输距离、传输介质、信号干扰等。
这些因素会导致信号的频谱发生变化，从而影响到信号的质量。
单载波频域均衡技术就是在接收端对收到的信号进行频谱校正，以提高信号质量。
【2.C 语言在单载波频域均衡中的应用】C 语言作为一种广泛应用的编程语言，具有高性能、高效率的特点，非常适合用于实现通信系统中的单载波频域均衡算法。
C 语言可以实现各种复杂的数学运算和逻辑控制，为单载波频域均衡算法的实现提供了便利。
【3.单载波频域均衡的算法实现】单载波频域均衡的算法实现主要包括以下几种：1.线性均衡器：线性均衡器是一种简单的均衡器，它通过对信号的频谱进行线性变换来实现均衡。
常见的线性均衡器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
2.最小均方误差（LMS）均衡器：LMS 均衡器是一种自适应均衡器，它能够不断地根据接收到的信号调整均衡器的参数，使得均衡后的信号误差最小。
3.递推最小均方（RLS）均衡器：RLS 均衡器是一种高效的自适应均衡器，它利用信号的统计特性来估计传输通道的特性，并据此调整均衡器的参数。
【4.C 语言编程实现单载波频域均衡的步骤】1.分析通信系统的信道特性，确定需要进行的频谱校正类型。
2.选择合适的均衡算法，并设计均衡器的结构。
3.编写 C 语言程序，实现均衡器的算法。
4.对接收到的信号进行频谱校正，得到均衡后的信号。
5.对均衡后的信号进行检测，计算信号的质量指标，如误比特率等。
6.根据检测结果，调整均衡器的参数，以提高均衡效果。
【5.单载波频域均衡在通信系统中的重要性】单载波频域均衡技术在通信系统中具有重要意义。
多途信道条件下单载波信道均衡技术研究
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
Ｊ ｏｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｑｉ ｑｉ ｈ ａ ｒ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖｏ １ ． ２ ９ ． Ｎ ｏ ． ４
Ｊ ｕ ｌ ｙ ， ２ ０１ ３
多途信 道 条 件 下 单 载 波 信 道 均 衡 技 术 研 究
Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ Ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ０ ｎ ，Ｓ Ｃ — Ｆ Ｄ Ｅ ｏ在复杂度 种 ｌ 生能方 面 Ｓ Ｃ — Ｆ Ｄ Ｅ要优 于 Ｓ Ｃ — Ｔ Ｄ Ｅ ｐ ，因此本 文主要 研究单 载波频 域均衡 的改 进算 法 。
该系统原理是采用 Ｆ Ｆ Ｔ和 Ｉ Ｆ Ｆ Ｔ 算法 ， 为使均衡复杂度降低 ， 在接收端对信号进行频域均衡 ， 这种方 法能有效对抗信道的多径 。Ｓ Ｃ — Ｆ Ｄ Ｅ系统较 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 系统的优势在于其不存在峰平功率 比大的问题 ，并且对 多普勒频 移不 敏感 。Ｓ Ｃ — Ｆ Ｄ Ｅ技 术有 效地 结合 了单 载波 和 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 的优 点 。
１ ． １ 单 载波频 域均 衡 系统
１ ． １ ． １ 基 本原 理
图１ 是一个 典 型的 Ｓ Ｃ — Ｆ Ｄ Ｅ通 信 系统框 图 。
图１ Ｓ Ｃ — Ｆ Ｄ Ｅ通 信 系统框 图
在发射端 ，将输人的二进制信息通过不 同的调制方式 （ 如Ｍ Ｐ Ｓ Ｋ 、Ｍ Ｑ Ａ Ｍ等 ） 调制 ，将调制后 的信息 进行导频插入 ，之后插入循环前缀 ， 再经过脉冲成型后将信号频谱搬移到通信系统传输频段 ，最后经过数 模转换将信息发送出去。 在接 收端 ，接 收到 的信 号首先 进 行模数 转换 ，后 将信 号频谱 搬移 到基 带 ，去循 环前 缀 ，因为要 进行频
宽带短波信道单载波频域均衡归一化频域LMS算法频域滑动FFT信道估计硕士论文
短波宽带数据传输中单载波频域均衡技术研究通信与信息系统， 2011，硕士【摘要】众所周知,短波通信广泛应用于军事、航空等领域。
然而,短波信道传输环境十分恶劣,必须采用性能良好的信道均衡技术消除码间干扰。
随着短波通信传输速率提高,单载波频域均衡技术(SC-FDE)以其良好的抗多径能力和较低计算复杂度而逐渐引起人们的注意。
针对宽带短波通信的特点,建立了一个较为完整的单载波频域均衡仿真系统,并给出了各个部分算法的性能分析。
论文分析了现有的一些帧同步算法,并选择出最好的算法应用于系统中,获得了准确的帧起始位置。
论文对已有的频域均衡算法做了改进,得出一种收敛速度更快的归一化频域LMS算法,并对其收敛速度和误码性能进行了仿真。
提出了一种具有针对性的频域滑动初始信道估计方法,提高了传输效率。
最后给出了发射和接收端结构,在此基础上对整个系统进行了仿真和性能分析。
最后,回顾了本文的主要内容,并且针对文章的理论分析和仿真结果,结合研究中遇到的问题,指出了论文的不足和今后改进的建议。
更多还原【Abstract】 As is known, high-frequency communication iswidely applied in the domains of military and navigation etc. However, the harshness of HF-channel environment makes necessitate adopting an equalizer of excellent performance toeliminate severe inter-symbol interference. Single-Carrier Frequency Domain Equalization has gradually attracted people’s attention for its good property of anti-multipath and lower computational complexity.In accordance with the characteristics of wide band HF communication,... 更多还原【关键词】宽带短波信道；单载波频域均衡；归一化频域LMS算法；频域滑动FFT；信道估计；【Key words】Wide Band HF Channel；SC-FDE；Normalized Frequency Domain；LMS Algorithm；Sliding FFT in Frequency domain；Channel Estimation；摘要3-4Abstract 4第一章绪论7-111.1 论文研究的背景和意义7-81.2 研究现状8-111.2.1 短波宽带数据传输研究现状81.2.2 单载波频域均衡技术的研究现状8-101.2.3 论文主要内容及结构安排10-11第二章短波宽带通信中的自适应均衡技术11-232.1 短波宽带信道模型11-152.1.1 短波信道传输特性11-132.1.2 短波基带数据传输13-142.1.3 短波宽带信道模型14-152.2 均衡器15-192.2.1 均衡器的结构和种类162.2.2 线性横向均衡器16-182.2.3 判决反馈均衡器18-192.3 均衡算法19-232.3.1 LMS 类算法19-202.3.2 RLS 类算法20-23第三章单载波频域均衡系统23-313.1 单载波频域均衡系统原理23-253.1.1 SC-FDE 系统模型23-243.1.2 数学描述24-253.2 数据信号帧格式25-263.3 频域均衡算法26-313.3.1 频域均衡算法准则26-283.3.2 LMS 频域信道估计算法28-293.3.3 频域RLS 算法29-31第四章单载波频域均衡系统算法分析与仿真31-504.1 短波信道仿真31-324.2 发送端设计32-384.2.1 单载波频域均衡系统的帧结构32-344.2.2 前导序列（TS）的选择34-354.2.3 调制类型和星座映射35-364.2.4 成形与匹配滤波器36-384.3 单载波频域均衡系统接收端设计38-454.3.1 帧到达检测和符号同步38-414.3.2 归一化频域LMS 算法41-424.3.3 频域均衡42-444.3.4 频域滑动信道估计方法44-454.4 单载波频域均衡系统仿真45-484.4.1 系统仿真参数45-474.4.2 发送端结构47-484.4.3 接收端结构484.5 仿真结果及分析48-50结束语50-51致谢51-52参考文献52-54。
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单载波频域均衡技术的研究
作者:李伟
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本文建立了一个完整的SC-FDE仿真系统,并给出各部分算法的性能评估。为建立这个仿真系统,文章研究了各部分的关键技术:帧同步和采样偏差估计、载波频偏估计和跟踪、频域均衡等算法。作者提出了一种改进的用于符号定时的算法,它可以获得准确的符号起始位置,便于后续信号处理,仿真结果证明其较传统方法,能获得更加精确的符号定时位置,改善系统的性能。
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