基于导频的OFDM信道估计

本文主要介绍了OFDM系统模型、导频分布结构、LS、ML和MMSE三种信道估计算法和插值算法,采用二维维纳滤波器进行信道估计并进行仿真。     

基于铁道OFDM系统的信道估计改进算法的研究

针对铁路通信系统,在深入研究信道估计方法的基础上,从提高导频子信道估计精度与提高数据子信道估计精度2个方面,提出一种改进型的信道估计算法。在提高导频子信道估计精度方面,利用降噪的处理来解决,在提高数据子信道估计精度方面,利用非线性内插来解决,这样使得所提出的方法具有低的计算复杂度和高的估计精度,改进算法经计算机仿真后证明其有效性,也为今后OFDM信道估计的进一步研究开拓思路。     

OFDM技术应用于铁路频率选择性衰落信道下同步与信道联合估计的研究

正交频分复用(OFDM)作为未来移动通信的主导技术,研究将OFDM应用于铁路环境下的相关技术--在铁路无线衰落信道下的同步和信道联合估计具有重要意义.由于在OFDM系统中,定时同步、频率同步和信道估计之间存在着密切的联系,本文对此进行研究,建立了频率选择性衰落信道下的OFDM系统模型,设计估计帧结构和基于最大似然准则的定时同步、载波同步和信道参数联合估计的代价函数,进而提出联合估计算法.通过仿真验证所提算法,并得到如下结论:联合同步与信道估计,可以使系统整体性能得到优化;精确估计会改善系统性能,但多次迭代改善有限,特别是在低信噪比的情况下,所以建议采用粗估计和一次精确估计以达到较好的效果.     

双选择衰落信道下OFDM系统基于梳状导频的变换域频率分集式信道估计

由于高速铁路无线信道表现出频率选择性和时间选择性衰落(双选择性衰落),正交频分复用(OFDM)在该信道上传输,需要实时跟踪估计信道变化,降低估计噪声。由于离散傅里叶变换具有快速算法IFFT/FFT,基于变换域的信道估计技术逐渐受到关注。通常,OFDM系统的梳状导频数多于信道冲击响应长度,导致变换域信道估计方法降噪比较困难。本文提出一种梳状导频变换域频率分集式信道估计方法,它通过联合若干分组的变换域信道估计,明显降低估计噪声,从而降低信道估计的均方误差(MSE)和系统的误码率(BER)。理论分析和仿真结果表明,在时不变信道中,当分集数为L,该方法对MSE的增益是10lg(L);在时变信道中,该方法出现"错误平底",但相对于传统变换域信道估计方法,性能仍有改善。     

MIMO-OFDM系统中的信道估计算法设计

MIMO-OFDM信道估计算法中,基于相位偏移导频结构的时域最小二乘算法,具有实现过程简便、精度高等特点,但是该算法需要通过复数计算完成。为了降低计算量、节省系统存储空间,对算法进行了两方面的改进:①提出一种由实数构成的新的导频结构;②根据新的导频结构,利用离散哈特莱变换提出新的信道估计算法。由于采用了离散哈特莱变换,算法只需要通过实数计算完成,能够有效降低计算复杂度。与通过复数计算的结果相比,算法没有造成计算精度的下降。采用Matlab软件进行仿真,验证了该导频结构和算法的有效性及可靠性。     

基于扩频序列的高铁无线信道测量仿真系统研究

为了评估不同扩频序列对高铁无线信道测量性能的影响，构建了基于扩频滑动相关的高铁无线信道测量仿真系统。在发射端分别生成Random、m、Kasami、Gold、ZC、Golay等6种扩频序列，通过COST207丘陵场景的标准信道模型传输调制信号，在接收端利用滑动相关算法估计出信道冲击响应。研究结果表明：Golay序列、ZC序列和m序列的自相关特性优于另外3种序列，进行高铁无线信道测量时误差相对较小；接收端利用估计的信道冲击响应可以有效提取信道的多径时延和多普勒扩展特性。仿真结果为构建可工程化应用的高铁无线信道测量系统提供了技术支撑。     

高速铁路中基于组导频的OFDM系统时变信道估计算法

高速铁路环境下产生的多普勒扩展现象表现为等效信道随时间变化。其破坏了正交频分复用(OFDM)系统的正交性并产生严重的子载波间干扰(ICI)。基于基扩展模型(BEM)的信道估计方法将时变信道估计转化为对基函数系数的估计,并通过导频信号进行系数估计。在高速移动环境下,严重的ICI干扰会导致基函数系数估计误差增大并造成性能恶化。该文在分析ICI功率分布的基础上,提出基于频域组导频分布的时变信道估计算法。仿真结果表明,在高速铁路中,相比较基于梳状导频的传统BEM信道估计算法,该文提出的方法能有效减小ICI,提高时变信道估计算法的性能。     

多径信道下基于等增益合并的盲多用户检测

提出一种多径信道下基于等增益合并约束最优化的盲多用户检测算法，该算法在数学形式上可等效为等增益合并的形式，并可分别由于空间和最小最大滤波的方法来求解，此种算法的优点是不需要估计信道，其性能与信道信息在已知情况下的差别不大，与基于等增益合并的子空间算法相比，基于最小最大滤波的方法收敛速度快，性能更好。     

一种基于DCS-KF的高移动稀疏信道估计方法

<正>交频分复用技术已经被广泛用于现行无线通信系统,也是未来移动通信的关键技术。OFDM系统通常采用相干检测的方法,因而信道状态信息估计准确与否直接影响到整个系统通信质量。提出了一种针对高速铁路山区的快时变稀疏环境下OFDM系统信道状态信息估计的新方法。首先采用BEM模型对快时变信道建模,降低待估计参数数量,然后根据多个OFDM符号之间信道响应主径的位置关系,采用DCS理论对多个OFDM符号主径的位置进行联合估计,提高主径估计准确度,最后采用卡尔曼滤波技术估计BEM系数,降低系数估计误差,获得信道响应。理论分析和仿真结果均表明,基于DCS-KF的信道估计方法在主径位置估计准确度和信道估计均方差性能方面均优于传统方法。     

一种多载波激励信号下信道多径参数估计方法

准确估计多径强度和多径相对时延是信道测量活动的目的之一,也是后续建立准确信道模型的基础。本文基于多载波激励信号的信道测量,研究了定时误差和多径相对时延的归一化非整数问题对估计多径参数的影响,并提出了一种新的多径强度和多径相对时延的估计方法。该方法利用定时误差和多径相对时延与功率时延谱之间的关系,能够准确的估计多径相对时延及各径强度,消除了归一化非整数的影响。仿真及实际测试结果表明,该方法较传统算法有较好的抗噪能力,在信噪比-10dB以上性能优良,对多径参数估计更为准确。     

多小区信道估计技术的研究

在TD-SCDMA系统中提出基于PIC(并行干扰消除)和sIC(串行干扰消除)的多小区信道估计技术,给出在这两种信道估计模式下多小区联合检测的性能.仿真表明,基于PIC和SIC的多小区信道估计技术可以明显提高系统性能,在采用这两种信道估计方式后,即使使用单小区联合检测也能提高系统性能,其中,基于PIC的多小区信道估计技术与多小区联合检测技术相结合,可以获得更大的增益.     

基于ZCZ训练序列的MIMO-DDST联合信道与直流偏移估计

在通信系统中,信道估计的准确与否直接影响到接收端符号的检测性能,对MIMO系统更是如此。本文首先介绍隐含序列的信道估计方法,并分析此类方法存在的问题,包括信道估计性能受发送端符号数据的影响以及受未知直流偏移影响。然后,重点研究基于ZCZ(Zero Correlation Zone)训练序列的DDST(Data-De-pendent Superimposed Training)方案,此方案可以实现多天线系统的多径信道和直流偏移联合估计。最后,给出理论分析和仿真结果,二者均表明平衡ZCZ训练序列不但能分离直流偏移估计和信道估计,而且能使二者的估计均方差性能同时达到最优。     

OFDM符号定时同步算法的研究

由于OFDM本身对定时误差比较敏感,因此定时估计是准确实现整个系统同步的关键技术之一。Schemidl＆D.Cox提出的算法是利用前导训练序列做自相关来定时同步,虽然这种算法对符号同步估计很有效,但在多径衰落和信道噪声的影响下同步性能不高。对此提出新的改善算法,设计新的训练序列作为前导字及改进自相关序列,通过MatLab模拟仿真和分析可以看出,改善的算法使同步性能得到明显提高。     

适应高速铁路场景的新型基扩展信道估计模型

时变信道估计是高速铁路无线通信系统的关键技术,通常利用基扩展模型来逼近时变信道并简化估计参数。经实践表明,现有基扩展模型并不能够满足高速铁路场景中信道估计精度的要求。因此,本文研究了高速铁路场景下快时变信道的信道估计方法,提出一种新型基扩展模型。与现有基扩展模型对比,新型基扩展模型通过挖掘历史测量数据,有效地利用了高速铁路在不同时刻经过同一地点的信道之间具有相关性的特点。基于Jakes模型和高架桥场景中的实测数据,对新型基扩展模型的信道估计性能进行仿真,验证了新型基扩展模型对时变信道的估计更为准确,能够较好应用到高速铁路场景中。     

一种新的基于小波基的时变信道估计

基扩展模型是最常用的快时变信道建模方法之一,而基函数的选取决定了建模的准确性。本文在多分辨率分析和Mallat算法的基础上,提出一种基于小波尺度函数构造基函数的方法,该方法采用Daubechies、Symlet、Coiflet小波的尺度函数进行快时变信道拟合。理论分析和仿真结果均表明,采用本文提出的基函数拟合时变信道,其信道估计性能优于基于传统的CE-BEM、GCE-BEM、P-BEM、DCT-BEM等模型的信道估计性能,复杂度低于DKL-BEM、DPS-BEM模型。相比于其他利用小波尺度函数构造的基函数,利用Sym2小波尺度函数构造的基函数的性能最优。     

一种基于块平均互信息率的物理层抽象算法

物理层抽象是评估即时无线信道质量的主要技术,其算法性能直接影响无线系统分析与仿真的结果。传统的物理层抽象以平均信噪比作为无线信道质量的表征,对无线信道质量进行评估。本文提出一种基于块平均互信息率的物理层抽象算法,利用平均互信息量作为无线信道质量的表征,提高物理层抽象算法的性能。在本文的算法中,首先计算无线资源块所有子载波的平均互信息量,然后得到即时的无线信道质量。仿真结果表明,在Wi MaxⅡDL环境下,对于40%ITUPedA3 km.h-1-40%ITUPedB3 km.h-1-20%ITU VA30 km.h-1混合信道模型、多种调制编码格式以及ML和MMSE检测,本文提出的算法能够更精确地预测无线信道质量。     

LTE-R应用于铁路通信多径衰落信道下的时频同步研究

LTE-R(Long Term Evolution-Railway,长期演进)作为下一代铁路无移动通信系统,采用OFDM(正交频分复用)的调制方式来提高频谱利用率。铁路无线通信系统易受到多径衰落和突发干扰的影响,严重影响铁路的行车安全和运输效率。因此研究符号定时同步和载波频率同步对铁路无线通信系统具有很重要的意义。采用重复共轭结构训练符号的自适应符号同步算法,首先确定训练符号的符号定时同步、载波频率同步以及信道参数,再经过迭代递推把符号定时同步起始位置调到FFT窗口的理想位置和对载波频偏进行补偿。仿真结果表明,该方法在多径衰落信道下有很好的符号定时同步估计和对载波频偏的补偿,信噪比越高符号定时同步估计精度也越高。     

无线通信中最大似然序列估计的改进方法

无线通信中应用最大似然序列估计，其时延和计算复杂度是必须解决的两个问题。为跟踪时变的移动无线信道，必须采用自适应信道估计器来提供信道信息。针对以上问题，综述了减少时延和计算复杂度的解决方法，并讨论了各种方法在复杂度和性能之间的权衡。最后指出了今后的研究方向。     

窗口长度对隐性信号估计的影响

在通信系统的快速信道数字信号处理中，常采用加移动窗技术的直接信号估计方法，窗口长度对信号估计精确度有很大的影响。通过理论分析得出：范数条件估计比线性条件估计具有更高的精确度，因此在进行信号处理时，应使用范数条件或将线性条件转换为范数条件；并通过仿真得到最佳的窗口长度K=N3(N为信道输出采样点数)时，估计误差最小。     

基于FDD的5G-R系统信道互易性及方向信息估计方法研究

由于5G-R专网采用频分双工(FDD)模式,因此多点传输性能的提升依赖于精确的信道状态信息估计,而列车高速移动引入的多普勒效应,使得信道参数的估计更具有挑战性.在FDD模式下,研究了上/下行不同工作频率以及信道老化对上/下行信道互易性的影响,以及基于上行探测信道角度参数的估计方法.仿真结果表明:在远端射频单元与列车垂直...