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。     

一种基于OFDM的数字多媒体广播载频同步方法

提出了一种基于OFDM的数字多媒体广播载频同步方法,该方法利用同步序列时域相关对初始频偏进行估计,利用OFDM连续导频符号对残余频偏进行估计,并根据估计值对频偏进行跟踪。跟踪过程中无需计算连续导频互相关的相位值,大大降低了实现的复杂度;通过对多个连续导频互相关相位值的加权平均,降低了信道对频偏估计的影响;采用变步长对频偏进行跟踪,在减小捕获时间的同时减小了跟踪方差。时变多径信道下仿真结果表明,该方法能够有效地满足系统需求。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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.     

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。     

一种新的基于短训练符号的OFDM联合时间频率同步算法

提出了一种新的基于短训练符号的OFDM联合时间频率同步算法,通过使用一个长度为1.5倍OFDM符号长度的训练符号,可以很好地实现突发或连续的OFDM通信系统的同步,因此,本算法具有较低的系统冗余度。首先,接收端通过搜索两个在时域相同的短符号来完成粗定时同步,并且估计出小数频偏,然后对训练符号的样点数据进行小数频偏补偿,再使用本地序列与样点数据进行相关运算,得到整数频偏以及精确的定时同步位置。所有同步过程均在时域完成,因此具有较强的抗白噪声能力。仿真结果表明,该算法具有较小的定时估计误差和频偏估计误差,并且能估计大整数频偏。     

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。     

TD-SCDMA移动通信中的Pre-Rake分集合并

提出在时分同步码分多址(TD SCDMA)系统中采用基于QPSK调制的Pre Rake技术,亦包括TD SCD MA反向信道估计算法与系统性能分析理论。理论与仿真结果表明Pre Rake技术可使TD SCDMA移动用户获得多径分集增益,降低其误码率,加之把RAKE接收机从移动台端搬移到基站端来实现的优点,Prerake技术可在TD SCDMA系统中应用。     

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。     

一种改进的OFDM联合时间频率快速同步算法

对文献[9]和文献[10]的算法进行修改,提出一种改进的OFDM联合时间频率快速同步算法,通过使用1个OFDM符号长度的训练符号,可以很好地完成OFDM通信系统的同步。接收端首先通过搜索1个特殊的训练符号,计算出定时同步位置和小数频偏。然后对训练符号的样点数据进行小数频偏补偿和FFT变换,再估算出整数频偏,通过定量分析得出结论,当整数频偏大于7个子载波间隔时,改进的算法具有更快的同步速度。仿真结果表明,改进的算法具有更小的频偏估计方差。     

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。     

轨道车辆系统信息估计技术的容错性

建立考虑传感器噪声和估计系统参数偏差的独立车轮轮对模型,并根据状态观测器理论,设计轨道车辆信息估计技术流程,仿真研究传感器噪声强度及估计系统参数(车轮踏面等效锥度、轮轨接触蠕滑系数、车轮半径和一系纵向刚度)偏差对轮对状态(轮对冲角、左右车轮相对转速)及线路曲率估计结果的影响,以验证估计系统的容错性。结果表明:轮对状态估计系统对传感器噪声表现出极强的容错性,偏差率不超过3%,而传感器噪声强度的增加对线路曲率的估计精度影响基本不变,线路曲率的估计误差主要源于轨道不平顺;轮对冲角的估计精度始终较高,对估计系统参数偏差具有较好的鲁棒性,左右车轮相对转速的估计偏差在一系纵向刚度存在偏差时必须修正,估计系统其他参数偏差的影响可以忽略,线路曲率的估计偏差与估计系统的参数偏差存在比例关系,便于修正。     

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。     

直扩码分多址在Nakagami信道中误码率算法的改进

在无线移动通信中，许多实测数据表明Ｎａｋａｇａｍｉ分布较好地描述了多径衰落信道。本文研究ＤＳ－ＣＤ－ＭＡ系统在Ｎａｋａｇａｍｉ衰落信道下，应用相干接收时的误码性能基础上，对多径衰落信道中误码率算法作了改进。据理论计算和计算机仿真可以得出以下结论：（１）在多径衰落信道下，应用多径分集技术可以大大改善系统的性能；（２）在对ＤＳ－ＣＤＭＡ系统进行研究时，Ｎａｋａｇａｍｉ多径衰落信道模型可以更好地模拟都市     

GSM-R系统中通知响应过程的改进与设计

GSM—R协议中的延迟指配方案对组呼信道进行动态管理,系统在组呼小区没有用户时不分配信道,由MS发起通知响应请求,触发系统分配组呼信道以加入呼叫。该方案存在的问题是:多个移动台同时发起通知响应时,部分MS响应失败,无法及时直接加入呼叫。为此提出分别在MSC,MS侧修改通知响应过程的2种改进措施:在MSC侧,以FIFO方式延迟处理重复的通知响应,当1个通知响应过程成功分配信道后,同一小区其他通知响应均按失败处理,并通知发起通知响应的MS新分配组呼信道信息,以便其加入呼叫;在MS侧,当重复通知响应失败后,MS不立刻进入空闲状态,而是在固定时限内监听通知信道,在发现系统分配了该组的呼叫信道时MS自动加入呼叫,从而使通知响应失败的MS也能够成功加入呼叫。