一种多径平坦衰落信道下的盲信噪比估计方法

提出一种多径平坦衰落信道下的盲信噪比估计方法.该算法首先利用数字通信信号的循环平稳统计特性构造接收信号的循环自相关矩阵,然后对该矩阵进行奇异值分解,由分解出的特征值信号子空间和噪声子空间,最后通过利用AIC信息准则分别估计信号子空间和噪声子空间的维数并最终估计出信道的平均信噪比.以MPSK信号为例进行了计算机仿真,结果表明了算法的有效性.     

基于MUSIC算法的OFDM信号识别方法

针对多径信道下传统的OFDM信号识别方法存在循环前缀较短时估计性能不高、所需OFDM符号数过多等问题,提出一种基于MUSIC算法的OFDM信号识别方法。该方法首先分析了OFDM信号和单载波信号的结构特点,然后对两类信号的自相关矩阵进行奇异值分解,提取奇异值矩阵,最后根据奇异值矩阵中较大非零奇异值的个数实现OFDM信号的识别。仿真实验表明,该方法仅需较少的OFDM符号就可以实现短循环前缀OFDM信号的识别,且识别性能优于传统方法。     

一种多径信道直扩信号伪码序列盲估计方法

针对多径信道下直接序列扩频信号伪码序列盲估计的难题,拓展了基于加性高斯白噪声信道提出的子空间法,提出了一种基于子空间法和三阶相关函数法相结合的多径信道直扩信号伪码序列盲估计的新算法,进行了理论推导。该算法对接收到的多径直扩信号按照伪码周期的两倍进行分段形成数据向量,构造自相关矩阵并进行特征值分解得到不同增益伪码序列的延迟叠加,运用m序列的三阶相关特性估计生成多项式进而估计伪码序列。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

用于扩频码型估计的改进自相关矩阵构造算法

子空间理论中被用于奇异值分解或特征值分解的自相关矩阵,通常可表示为接收向量与其自身转置的乘积。提出了自相关矩阵的新型构造算法。该算法构造的自相关矩阵,特征值分解后其对噪声不敏感,克服了常规子空间方法的弱点。仿真试验表明,该方法应用在高噪声、低信噪比的实际通信环境下,特征值不会被噪声湮没,从根本上解决了传统子空间分辨率不足的问题。同时,仿真表明,该方法对于多用户扩频信号同样适用,可解决多用户扩频信号的码元分离问题,其计算结果与理论计算一致,验证了算法的正确性。     

OFDM超分辨率联合TOA/AOA定位

对无线信号到达时间（TOA）和到达角度（AOA）的精确估计是室内无线定位的关键。正交频分复用（OFDM）是适合多径衰落环境的一种高速传输技术。提出一种联合TOA和DOA的二维定位方法用于OFDM信号定位。算法首先通过信道估计得到信道的频率响应（CFR）,对CFR采用超分辨率算法估计信道时延。首径（first arrival path,FAP）的时延估计就是接收信号的TOA估计。将天线阵列接收信号通过DFT变换到频域,利用同样的算法估计信号各径的AOA/DOA。最后联合TOA和AOA在二维平面上确定目标位置。由于信号是多径、多载波信号,对各载波的DOA/AOA估计在载波间进行处理,再结合各径脉冲响应的幅值,选出属于首径的DOA/AOA估计。在多径环境下仿真表明算法有效且定位精度能够满足实际需要,尤其适合环境中只有一个基站或接入点的情况。     

多径瑞利快衰落信道下OFDM信号的识别

提出了一种在多径瑞利快衰落信道条件下,OFDM信号与单载波信号调制制式识别的方法.利用接收信号的两种高阶累积量的组合作为信号分类的特征值,有效抵消瑞利衰落和多普勒频移的影响.该方法可以在中频对信号进行处理,不需要信号的载波频率、波特率等先验信息.计算机仿真表明,该方法对多径瑞利快衰落和多普勒频移稳健,识别概率高,算法复杂度低,适合实时处理.     

一种低复杂度的载波偏移估计算法

针对载波偏移引起OFDM系统的严重子载波干扰和性能下降这一问题,提出一种在承载数据子载波中间插入不承载数据的子载波的算法,算法是通过从时域OFDM符号的前半部分和后半部分的相位差获取频率偏移的信息来估计频偏的。这种算法不仅计算复杂度较低,而且估计准确,在多径信道条件下频偏校正后系统的性能能基本接近信道理想估计条件下的误比特率。     

频率选择性衰落信道下OFDM信噪比盲估计

针对频率选择性衰落信道下带有载波频偏的OFDM(正交频分复用)信号信噪比(SNR)估计问题,提出一种基于空载波OFDM系统的SNR盲估计方法.由于本振和接收信号之间的不一致,会使得接收到的信号带有一定的频偏.频偏的存在破坏了子载波间的正交性,增加了子载波间的干扰噪声,从而减少了SNR.首先分析了频偏对信噪比的影响并得到有无频偏时信噪比之间的关系,其次根据空载波的特点估计出无频偏时的信噪比,再基于上述关系对OFDM信号进行有频偏时的信噪比盲估计,最后通过仿真验证了理论分析的正确性.     

一种基于子空间的OFDM载频盲估计方法

利用正交频分信号自身的结构特性,提出了一种基于子空间的载波盲同步方法:利用OFDM信号子空间与噪声子空间的正交性进行小数倍频偏估计;对小数倍频偏进行补偿后,根据整数倍频偏会引起信号自相关矩阵对角线上的非零元素在子载波间平移的特点进行整数倍频偏估计。给出了理论分析过程和仿真实验结果。仿真结果表明,该算法具有较大的频偏估计范围以及良好的估计精度,算法性能几乎不受信道条件及系统子载波调制方式影响,且该算法只需要较小的数据量就能获得稳定的频偏估计性能。另外,该文还对仿真中存在的实验误差来源进行了分析。     

一种数字通信信号盲信噪比估计方法

针对数字通信信号的信噪比盲估计问题,提出了一种基于子空间理论的盲信噪比估计方法.该方法首先根据信号自相关序列构建特定维数的信号自相关矩阵,并根据实际工程应用需求,利用坐标旋转数字计算(Coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法实现Jacobi旋转来完成自相关矩阵的特征值...     

联合子载波抑制-机会网络编码的OFDM数据广播方法

正交频分复用(Orthogonal freqency division multiplexing,OFDM)技术通过采用多个子载波在不同的子带上传输信息来有效对抗频率选择性衰落。但不同子载波信道质量不同,其中信道质量较差的子载波会产生较大的误码率,从而导致整个系统性能下降。将信道质量较差的子载波抑制不用即可解决该问题。本文提出了一种适用于OFDM数据广播系统的联合子载波抑制-机会网络编码方法（Joint subcarriers suppression and opportunistic network coding, JSSONC）,即将子载波抑制技术与网络编码（Network coding,NC)技术联合使用。基站抑制信道质量较差的子载波,仅采用信道质量较好的子载波进行数据包的广播与重传。在此基础上,结合机会网络编码,进一步减少重传数据包数量。仿真结果表明,与传统OFDM广播系统相比,本文提出的JSSONC方法降低了每一个数据包平均传输次数（Average transmission times of every data package,ATT-E）,从而大大提高了系统传输效率。     

一种基于循环相关的OFDM信号稳健检测法*

为增强对OFDM信号的侦察能力,提出一种基于最大循环相关值的OFDM信号检测法,分析了OFDM信号的循环平稳性。分析结果表明,循环相关函数在循环频率轴上具有离散频率峰值,其峰值幅度是保护间隔与OFDM符号长度比的正弦函数。给出了基于循环相关检测的恒虚警接收机结构框图。计算机仿真结果表明,基于循环相关的检测法在理想噪声环境下比传统的能量检测法性能差5 dB,但在噪声不确定的条件下,其检测性能比能量检测法更加稳健。     

Optimisation of the pilot-to-data power ratio in the wireless MIMO-OFDM system with low-complexity MMSE channel estimation

Multiple-input-multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) communication systems are currently being viewed as a main candidate for the next generation broadband wireless access interfaces providing high throughput. However, a considerable potential gain in spectral efficiency is challenged by the receiver’s ability of accurate data symbol identification at the output of the radio channel. Performance of the MIMO detectors strongly depends on both the received signal-to-noise power ratio (SNR) and the retrieved channel state information (CSI), which can be obtained using the channel estimation techniques relying on pilot symbol transmission on the dedicated subcarriers. Necessity to improve channel estimation and detection performance concurrently leads to the dilemma of the optimal power assignment to the data and pilot subcarriers as these are the conflicting requirements under the total transmit power constraint. We derive an analytical solution of the described problem in the form of weak and tight upper bounds on the pilot-to-data power ratio (PDR) given the system design parameters (number of subcarriers, number of pilots, number of transmit antennas, model order of the channel response, SNR). The resultant PDR equations can be applied to OFDM systems with arbitrary arrangement of the pilot subcarriers operating in an arbitrary multipath channel, not just limited to the equispaced optimal pilot pattern and the channel with the uniform sample-spaced power-delay profile as studied in the previous works.In an adaptive system, which is capable to adjust transmit signal configuration (e.g., block length, number of pilot subcarriers or antennas) according to the established channel conditions, an optimal parameter tuning is desirable for each operational mode. The closed-form PDR expressions and their analysis presented in this work are designated to alleviate the challenging task of the on-the-fly system optimisation as they represent relatively simple functional relationships.     

基于仿真的OFDM系统频域相关性研究

研究正交频分复用(OFDM)系统中各子载波之间频域的相关性,并将其应用在子载波簇的划分上。根据相干带宽的概念,提出用相干载波数划分簇的大小以及用簇内各子载波的平均信道信息代表整个簇的信道状况。在Matlab环境下搭建仿真平台,模拟OFDM系统在多径信道上频域各子载波之间的相关性。仿真结果表明,当簇的大小为相干载波数时,不但可以减小上行反馈开销,而且不会带来系统吞吐量的明显损失。     

基于IEEE802.11a无线标准的STC-OFDM系统性能研究

提出了使用正交频分复用(OFDM)技术减少码间干扰(ISI)来改善频率选择性衰落信道下空时编码(STC)性能的合理方案。在IEEE802.11a无线标准下对STC与OFDM技术相结合后的STC-OFDM系统进行了理论分析,通过仿真对系统性能进行了评估。仿真结果表明,空时分组编码(STBC)与OFDM技术的结合优于垂直的贝尔实验室分层空时方案(VBLAST)与OFDM技术的结合;FFT点数与子载波数对系统性能有一定的影响;随机交织器有助于显著改善多径衰落信道下系统性能,并能在各种信道上达到合理的鲁棒性。     

基于正交频分复用调制的物理层并行插值加密算法

针对传统链路层安全机制不能从根本上保护无线通信系统信息传输安全的问题,提出了一种基于正交频分复用（OFDM）系统并行调制特性和物理层安全的并行插值加密算法。首先,根据OFDM系统调制的子载波数目确定插入符号个数,并通过密钥控制生成插入符号位置;然后,取出对应插入位置前后的原OFDM符号,并计算其平均值作为插入符号;最后,在反快速傅里叶变换（IFFT）后完成伪随机插值。与传统链路层安全机制相比,所提算法能实现调制符号整体加密,保证了信令、标志及数据信息的安全,并有效降低了算法实现复杂度。仿真实验结果表明,该算法能有效抵抗各种窃听攻击,对通信系统固有性能影响小,能较好地适应高斯信道和多径信道,且表现出一定的抗多径衰落能力。     

Parameter estimation of MC-CDMA signals based on modified cyclic autocorrelation

An algorithm, based on frequency domain accumulation for the cyclic autocorrelation of MC-CDMA signals, is proposed to estimate the signal parameters: useful data duration, symbol duration, and chip duration in multipath fading channel. Firstly the cycle autocorrelation of received MC-CDMA signals is computed, then frequency domain accumulation is used to reduce the influence of noise. At last, through interval measurement between the peak pulses in different slices, parameters mentioned above can be estimated. Meanwhile, for the estimation of symbol duration, a novel accumulative average method is developed: by averaging amplitudes of the spectral lines in each column parallel to the time-delay axis in the three-dimensional diagram, the symbol duration can be obtained. The cyclic autocorrelation expression of MC-CDMA signal has been derived, and simulation results show that the proposed algorithm is effective and works well under the condition of low signal-to-noise ratio (SNR).