基于直接判决和导频跟踪的OFDM系统快时变信道估计

提出了一种基于直接判决的OFDM系统的快时变信道估计方法。采用了直接判决算法进行信道估计，并从中选择有效的估计结果，联合导频信号进行信道跟踪。将基于训练序列的信道估计结果作为直接判决算法的初始值，利用传输信号直接判决的统计特性进行了信道估计，并利用改进的导频算法进一步地跟踪信道在时间上的变化。Simulink仿真结果表明，该估计算法适用于时变信道，比基于导频的信道估计方法和基于训练序列的信道估计方法效果都要好。     

短循环前缀OFDM信号参数估计方法研究

为了克服传统的OFDM信号参数估计方法在短循环前缀条件需要大量OFDM符号、估计性能较低、抗多径衰落能力差等缺点,本文提出了一种新的短循环前缀OFDM信号参数估计方法。该算法利用OFDM信号模型推导出接收端的傅里叶逆变换模型函数,然后在此基础上根据OFDM信号的先验概率密度构造一种多参数融合的极大似然函数,并从理论上说明了可以通过检测似然函数的最小值实现OFDM信号循环前缀长度和有效符号长度的联合估计。同时,本文还利用动态粒子群优化算法（DPSO）降低了搜索复杂度,缩短了估计时间。仿真实验展示本文算法在不同环境下对OFDM信号参数估计的鲁棒性,表明本文算法的识别性能优于传统方法。      

一种α稳定分布噪声下OFDM信号调制识别与参数估计算法

正交频分复用（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiple）信号的调制识别与参数估计是非协作通信领域的重要研究内容.为了解决α稳定分布噪声下OFDM信号调制识别与参数估计困难的问题,提出一种广义循环平稳的盲处理算法.该算法首先对接收信号进行非线性变换,推导出接收信号的广义循环自相关函数表达式,分析了单载波调制信号与OFDM信号的广义循环自相关函数特性,并给出了OFDM信号的广义循环自相关函数与待估参数之间的关系.然后,基于分析结论,利用广义循环自相关函数构造调制识别特征完成OFDM信号与单载波信号的调制方式自动分类;最后,针对OFDM信号的调制参数估计问题,提出了一种基于广义循环自相关函数的调制参数估计算法.理论分析与仿真结果表明,在α稳定分布噪声环境下,该算法可以有效实现OFDM信号调制识别与参数估计,且算法不依赖接收信号的先验信息,可以直接对中频接收信号进行处理.     

认知无线电中OFDM信号信噪比盲估计

针对认知正交频分复用(OFDM,orthogonal frequency division multiplexing)系统中低信噪比多径信道下传统的OFDM信号信噪比盲估计算法的估计性能差,计算复杂度高的问题,提出一种新的OFDM信号信噪比盲估计方法,该方法首先利用自相关函数的特性粗略估计出信道阶数,确定循环前缀部分中不受符号间干扰的数据区间,然后根据选定区间的数据的自相关函数值估计接收信号的信号功率,最后利用循环前缀数据为部分有用数据的复制这一特性估计出噪声功率,从而估计出接收信号的信噪比。仿真实验结果表明,提出的方法无需任何先验信息,在低信噪比多径信道下具有良好的估计性能,且计算复杂度低,更适合于认知OFDM系统。     

一种新的OFDM后缀信号-PP

本文提出了一种可用于正交频分复用(OFDM)系统的新型后缀信号-导频后缀(PP:Pilot Postfix),并以此设计了PP-OFDM系统.PP信号由OFDM符号中的导频线性处理生成,它在接收端可以和OFDM符号中的导频相干合并.在此基础上本文给出了PP-OFDM信道估计、以及考虑了信道估值误差的数据符号估计算法.理论分析表明,相对于另外两种OFDM系统中常用的前/后缀信号-循环前缀/补零后缀(CP/ZP),PP信号可以提高信道估计性能.仿真表明,CP/ZP/PP-OFDM分别采用各自的最优导频功率分配参数时,PP-OFDM的误码率最低,这得益于PP-OFDM更好的信道估计性能.PP-OFDM的最优导频功率分配参数应通过二维搜索得到,ZP/PP-OFDM仅有一维参数可优化.     

无线OFDM系统传输信道模型化参数检测

利用导频子载波时频相位相关性统计检测与QAM信号解映射判决误差统计，提出了一种适用于频域导频无线OFDM系统的传输信道模型化参数检测方案，包括信道最大多径时延、最大多普勒频率和信噪比检测；能够有效解决传统的OFDM信道估计算法通常按照最恶劣信道情况上限进行设计，以及基于MMSE准则最优信道估计器中信道先验信息统计运算复杂度高的缺陷；仿真结果表明，在低复杂度条件下可以有效获知当前传输信道模型参数的近似统计信息。     

基于导频的OFDM信道估计

从最小二乘和最小均方误差两种估计准则出发，结合OFDM多载波并行传输中符号时间长度大于信道冲散响应持续时间的特点，在块状和梳状导频图案下。导出了时域和频域的信道估计算法。最后采用广义平稳非相关散射假设下的多径时变瑞利衰落信道模型。对各个算法进行了仿真,比较了不同导频图案下备算法对系统误符号率的影响，分析结果表明。当导频数大于以采样间隔为量度的等效信道长度时。时域估计比频域估计精度更高;当导频数目小于等效长度时,最小均方估计优于最小二乘估计。     

OFDM系统信道盲估计的一种新算法

利用循环前缀（CP）引入的信息冗余，在利用接受信号的二阶统计特性实现正交频分复用（OFDM）系统信道盲估计的子空间算法基础上，采用矩阵变换的方法，改善信息序列的非周期相关函数，推导出信道估计的新算法。     

基于广义矩形时频分布的跳频信号参数估计

能够有效地对接收到的跳频信号进行参数估计是干扰跳频通信的重要前提。由于广义矩形时频分布能够在有效抑制交叉干扰项的同时具有好的时频聚集性,提出了一种基于广义矩形时频分布的跳频信号参数盲估计算法。该算法能够在低信噪比条件下估计出跳频信号的跳频周期、跳变时刻和跳频频率。仿真结果表明,与基于平滑伪Wigner-Ville时频分布（SPWVD）估计跳频信号参数的算法进行比较,该算法提高了跳频信号参数估计的准确度和可靠性。     

规则导频对OFDM信号自相关函数影响分析

导频的重现性导致了OFMD信号自相关函数副峰的出现,这对利用基于OFDM信号的雷达探测十分不利.对规则导频与自相关函数之间的关系进行了系统分析,确定了副峰位置与导频参数之间的关系,论证了循环前缀长度、导频功率变化、信噪比对副峰高度的影响,提出了通过改变导频值以降低副峰的办法,分析结论与所提方法对利用OFDM信号的探测系统设计具有重要参考价值.     

基于BP神经网络的OFDM系统信道估计

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中传统信道估计算法复杂度高或估计精度低的问题,给出一种基于反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的信道估计方法.采用Simulink仿真工具构建OFDM信号采集平台,建立了基于BP神经网络的OFDM系统信道估计模型,并以均方误差和误码率为主要评价指标,分析了不同网络参数和导频数量对信道估计性能的影响.仿真结果表明,与传统信道估计算法相比,基于BP神经网络的信道估计算法可以提供更优的系统性能,而且可以减少导频数量,提高频带利用率.     

Comb type pilot aided channel estimation in OFDM systems with transmit diversity

Transmit diversity can be applied to OFDM systems by adopting space time code. Since the received signal is the overlapped signals transmitted from different transmit antennas, channel estimation is a rather challenging task for space time coded OFDM (ST-OFDM) systems. Pilot structure can help the receiver to effectively separate the overlapped signals and perform accurate channel estimation. In this paper, we propose three different channel estimation algorithms based on specially designed comb type pilots inserted in frequency domain. One of our proposed algorithms is performed in frequency domain and the other two are performed in time domain. Such comb type pilot based algorithms can provide higher bandwidth efficiency than common significant-tap-catching algorithm using training block pilots. Numerical analyzes and computational simulation show that our proposed estimation schemes have the same good performance while the time domain methods have relatively simple structure.     

On application of MUSIC algorithm to time delay estimation in OFDM channels

The time delays of the OFDM paths delimit the size of guard interval in OFDM symbols-important factor for system throughput. In order to apply guard interval as an adaptive parameter like in DRM system, time delays should have been evaluated in real time and in a simple way. Presented software method takes advantage of the information carried out by pilot subcarriers of the OFDM signal. It is shown that pilot subcarriers of OFDM signal in multipath channel are described by equations formally equivalent to equations of Direction-Of-Arrival (DOA) problem in antenna array processing. This analogy leads to application of the MUSIC algorithm of DOA problem to time delay estimation of the individual OFDM paths. Related condition for distribution of pilots within OFDM symbol is given. In case of time delays outside the guard interval the MUSIC algorithm is shown to produce 'shadow' and 'ghost' paths.     

基于循环自相关集平均的DS信号参数盲估计

在循环平稳理论基础上,以DS/BPSK信号为例,分析其循环自相关函数特征,提出一种基于循环自相关集平均的参数盲估计算法。该算法在非零循环频率上搜索特征谱线,从而在较低信噪比下完成对直扩信号载频和PN码速率的估计。通过算法仿真,证明该算法能够有效提高参数估计的信噪比容限。     

单信道混合数字通信信号的时延估计方法

单通道混合通信信号的参数估计是无线通信信号处理的热门方向。本文针对单信道两路数字通信信号混合的时延估计问题,根据混合信号的循环自相关函数与信号调制参数的关系,提出了两种基于循环自相关的时延估计方法。两种方法分别针对信道参数未知的情况和信道参数已知的情况,利用循环自相关函数构建关于两路时延参数的方程组,通过解方程组获得了两路信号时延的闭式估计。另外本文也对单通道混合数字通信信号时延估计的克拉美罗界进行了分析。最后利用计算机仿真实验,考察了不同条件下两种方法的性能,表明了它们的性能特点和适用的条件。      

一种循环前缀为PN序列的OFDM信道估计算法

与传统的正交频分复用（OFDM）频域信道估计方法不同，提出了一种循环前缀为PN序列的OFDM信道估计方法：在时域OFDM符号中不插入传统意义上的循环前缀，而是插入PN序列作为训练序列，将PN序列与对应的接收序列作圆周相关处理获得信道频率响应估计；而由于PN序列周期性出现，它也起到了循环前缀的作用。仿真结果表明：在多径瑞利衰落信道中，在相同信噪比和相同信道利用率的条件下，提出的算法比频域梳状导频插入的时域滤波算法具有更高的信道估计精度。     

Iterative frequency domain channel estimation for dft-precoded ofdm systems using in-band pilots

We consider two techniques of in-band frequency domain multiplexed (FDM) pilots using interleaved frequency domain multiple access (IFDMA) signal with a Chu sequence for DFT-precoded OFDM (or single-carrier (SC)) systems. One, called frequency domain superimposed pilot technique (FDSPT), superimposes pilot tones onto scaled or deleted data tones, which preserves spectral efficiency at the expense of a slight performance loss. The other, called frequency expanding technique (FET), multiplexes pilot tones by displacing data tones, which slightly reduces spectral efficiency. Using FDM pilots in SC systems facilitates flexible and efficient assignment of signals to available spectrum. We propose an iterative frequency domain decision-directed interference cancellation technique to reduce the intersymbol interference level of SC signals with FDSPT pilots (resulting from the suppression of data tones). Moreover, we propose a low complexity frequency domain iterative decision-directed channel estimation (IDDCE) technique for SC systems using FDM pilots. Using IDDCE, the frame error rate (FER) performance for coded SC systems using FET and FDSPT pilots with interference cancellation is found to be about 0.2 dB and about 0.5 dB, respectively, away from the FER performance with known channel frequency response at FER=10^-2. FDSPT pilots can also be used for OFDM systems with channel coding. It is found that an extra 1 dB of SNR is required at FER=10^-2,compared with that using the conventional FET pilots for OFDM systems.     

Scattered Pilots and Virtual Carriers Based Frequency Offset Tracking for OFDM Systems: Algorithms, Identifiability, and Performance Analysis

In this paper, we propose a novel carrier frequency offset (CFO) tracking algorithm for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems by exploiting scattered pilot carriers and virtual carriers embedded in the existing OFDM standards. Assuming that the channel remains constant during two consecutive OFDM blocks and perfect timing, a CFO tracking algorithm is proposed using the limited number of pilot carriers in each OFDM block. Identifiability of this pilot based algorithm is fully discussed under the noise free environment, and a constellation rotation strategy is proposed to eliminate the c-ambiguity for arbitrary constellations. A weighted algorithm is then proposed by considering both scattered pilots and virtual carriers. We find that, the pilots increase the performance accuracy of the algorithm, while the virtual carriers reduce the chance of CFO outlier. Therefore, the proposed tracking algorithm is able to achieve full range CFO estimation, can be used before channel estimation, and could provide improved performance compared to existing algorithms. The asymptotic mean square error (MSE) of the proposed algorithm is derived and simulation results agree with the theoretical analysis.     

NGB-W系统中最大多普勒频移估计及其改进算法

针对传统最大多普勒频移估计算法在低速移动或每帧中传输OFDM符号数较少时估计误差较大的问题,本文针对NGB-W系统提出了一种基于插值的传统多普勒频移估计算法的改进算法.本文依据传统算法,对连续导频进行插值,有效提高了多普勒频移估计算法的性能.采用CCSS平台进行仿真,仿真结果表明,改进的算法与传统算法相比,在低速移动及传输OFDM符号少时表现出更好的性能.