基于波达方向的Steiner多天线信道估计算法

针对多天线OFDM系统中时域信道训练符号采用非正化的数字序列 而导致其矩阵求逆运算计算复杂度高的问题,采用多用户CDMA系统上行链路的信道训练符号设计方法,提出了多天线Steiner信道估计方法。该方法通过时域途径设计的训练符号,使所有发射天线的训练符号矩阵成为一个循环矩阵,从而接收机可用离散傅立叶变换矩阵进行对角化,避免了信道估计矩阵求逆运算。同时,根据Steiner初始信道估计分离出每条路径的有用信息,再用每条路径的空间冲激响应来估计该路径信号的波达方向(Direction of Arrival,DOA),去除天线间接收信号的相干性,有效地利用空间信息提高Steiner信道估计的精度。实验结果表明,通过估计接收信号在每个接收天线上的波达方向角,基于波达方向的Steiner估计算法,在QPSK调制模式下获得了近0.5dB的性能提升,而在16QAM调制方式下可获得近2dB的信噪比增益。     

多径衰落信道中的一种新的多用户检测算法

多用户检测在码分多址信号中有着广泛的应用.基于恒模算法(CMA)提出了一种新的多用户检测算法.该算法的本质是不直接对滤波器的系数进行估计,而是对噪声空间系数进行估计,再对系数计算.对比恒模算法,仿真结果表明新算法具有信噪比高,误码率低的特点等.     

极小范数算法在智能天线AOA估计中的研究

在智能天线关键技术的研究中,根据阵列信号处理的到达角(Arrival Of Angel)估计在信源定位和波束形成方面的问题,针对天线系统对稳定性的要求,为了提高信噪比和系统频率,提出特征分解的子空间估计算法.经典子空间法在求解采样协方差矩阵时存在计算误差及计算量大等缺点,提出了一种多平面波信号到达角估计算法.算法利用极小范数技术构造约束条件,求解噪声最佳权矢量构造噪声子空间EN,然后进行谱峰搜索和到达角估计,并对影响算法性能的几种因素进行了仿真,仿真结果表明方法是有效的.算法具有分辨率高、计算量小等优点,在实际非相关多信号检测中具有一定的实用性.     

一种V型阵列的二维波达方向估计的新方法

波达方向估计是阵列信号处理的一个重要研究方向,在雷达、通信、声纳、地震勘测等领域都有着广泛的应用前景.它已成为阵列无源探测和智能天线中的关键技术.针对二维信号,本文研究一种基于V型阵二维波达方向估计的新算法.该算法根据阵列结构的特点形成多个需要的相关矩阵,构造一个特殊大矩阵并经特征分解获得信号子空间的估计,最后利用2D-ESPRIT方法实现二维角度估计,可以解决β角兼并信号的波达方向估计问题,无需谱峰搜索且信号参数自动配对.最后用计算机仿真验证了该算法的有效性.     

智能天线中的干扰抑制算法研究

智能天线技术是是第三代移动通信系统采用的抗干扰关键技术.智能天线技术研究的核心是波束赋型的算法,但各种算法均存在计算量大和收敛速度较慢等缺点,如何提高系统性能成为一个重要课题.提出了一种新的用于智能天线中抑制干扰的波束形成算法,阐述了阵列天线波束形成的最佳权向量技术和估计信号波达方向的改进MUSIC算法,并对其进行了仿真实验.理论分析及仿真结果表明,与目前其它方法相比,具有空间分辨力高、计算量小、稳健性好等优点,有较强的实用性.     

认知无线电中一种基于秩准则的鲁棒多天线盲频谱感知算法

在多天线感知场景中,噪声不确定的存在使得经典的能量检测算法的感知性能表现出不稳定性。基于多天线接收信号的统计协方差矩阵为秩-1矩阵这一事实,提出一种基于秩准则的频谱感知方法。该方法首先将取样协方差矩阵分解为具有未知秩的理想信号矩阵和噪声扰动矩阵之和,然后采用秩检测准则估计接收信号子空间的最佳维数,最后利用该值判断信道的状态。与经典的能量检测方法相比,新方法对噪声不确定性具有良好的鲁棒性,且属于全盲检测方法。具体而言,新方法在感知判决过程中,无需事先知道噪声方差以及主用户信号和无线信道的统计特征。仿真结果验证了基于秩准则的多天线频谱感知算法的有效性。     

基于子空间跟踪的空时多用户检测

采用改进的PASTd子空间跟踪算法实现信号子空间的自适应跟踪.提出一种基于改进的PASTd子空间跟踪的空时多用户检测算法,实现了在不增加任何结构和复杂度的情况下将方向向量随子空间跟踪算法一起求解.使用阵列天线充分利用了不同空间位置带来的空域特征,有效地提高了用户的抗多址干扰能力,成为扩展系统容量的有效途径.仿真实验验证了该算法的优越性.     

基于混合型MUSIC算法对相干信源DOA估计

在实际通信环境中,由于传播环境的复杂性使空间中存在大量的相干信号,从而导致信源协方差矩阵的秩亏缺。为使得矩阵的秩恢复到等于信号源数并解决相干信源波达方向（direction of arrival ,DOA）估计问题,提出了一种混合型MUSIC算法。该算法通过前后向空间平滑技术对天线阵列进行预处理,并将得到的新协方差矢量矩阵应用于改进的IMUSIC算法进行信号数据处理分析,得到相干信号的DOA角度估计。仿真结果表明,在信噪比低的情况下,信号间隔很小且存在相关信号时,混合型MUSIC算法能准确地估计出信源的DOA,验证了该算法的高分辨率和高性能。     

基于盲波束成形的异步CDMA信号伪码估计

在分析阵列天线接收的异步CDMA信号的基础上,利用信号子空间与用户特征序列的关系,提出一种新的基于盲波束成形的伪码序列盲估计算法,能在波达方向未知的情况下,估计各个用户的扩频序列。算法克服了子空间盲波束成形算法信源个数必须小于阵元个数且信源波达方向不能靠近的缺点。同时提出一种基于盲波束形成的多用户检测算法,在低信噪比条件下,性能相比于单天线多用户检测性能有很大提高。     

基于低秩矩阵完备的大规模MIMO系统信道估计研究*

随着大规模MIMO系统中天线数的增长,获取信道状态信息(channel state information at the transmitter, CSIT)所需的下行信道训练开销和上行反馈开销变得非常巨大。针对信道估计开销过大的问题,提出了一种新的CSIT估计方案和基于低秩矩阵完备的信道估计算法。在本方案中,基站发送训练信号给各个用户之后,用户直接将其观测信号反馈给基站,并在基站端进行统一的CSIT估计。然后,利用大规模MIMO信道矩阵的特点将信道估计问题转化为低秩矩阵完备问题,从而利用软阈值算法恢复出所有用户的信道状态信息。仿真结果表明,该算法可以获得精确的信道状态信息并有效地估计减少了信道估计开销和复杂度。     

上行多用户MIMO系统检测算法及抗远近效应研究

上行多用户MIMO通信系统必须抑制用户间的共信道干扰,本文提出了一种基于最大信号干扰噪声比准则的多用户干扰抑制算法,并且给出了其在存信在道估计误差时的改进算法。与BD算法相比,该算法考虑了噪声的影响,性能有较大的提升。然后提出了一种信号重组方法将Alamouti空时编码用于上行多用户系统中,以进一步提升系统的检测性能。最后针对存在远近效应时算法的局限性,提出了一种分组优化算法,以保证各用户均能达到所期望的容量。仿真结果表明本文所提算法具有优异的性能。     

WiMAX技术中OFDMA上行链路载波频偏补偿算法研究*

在OFDMA上行链路中,由于多个用户的载波频率偏差（CFO）破坏了载波间的正交性,从而在基站接收端产生多用户间干扰（MUI）。针对这个问题提出了一种能够实现载波频偏补偿的低复杂度迭代信号处理算法。仿真结果表明,这种算法能有效消除MUI,改善了WiMAX上行链路的传输性能。     

多速率DS-CDMA系统中基于Kalman滤波的盲多用户检测

在讨论可变扩频增益多速率直接序列码分多址(DS-CDMA)系统信号模型的同时,为了保证该检测器能适用于多径衰落信道环境,提出了基于Kalman滤波的盲多速率多用户检测器,并给出了Kalman滤波算法的实现步骤与最大值合并过程.仿真结果表明,与现有的一些盲自适应多用户检测器相比,本文提出的检测器在多速率环境下具有更为好的抗多址干扰、抗多径干扰能力,且能更快地收敛.     

基于卡尔曼滤波的线性共轭半盲多用户检测

考虑实际的多载波CDMA（MC-CDMA）上行链路系统,深入研究了基于卡尔曼滤波的盲自适应多用户检测和线性共轭多用户检测,提出MC-CDMA系统下一种基于自适应卡尔曼滤波的线性共轭半盲多用户检测算法。该算法利用小区内所有用户的扩频码和伪自相关矩阵的信息设计了一种基于平均输出能量（MOE）准则的线性共轭半盲检测器,结合修正的PASTd算法和卡尔曼滤波算法自适应得到MOE权向量。仿真实验验证了所提算法的有效性,与卡尔曼滤波盲自适应算法相比,提出的算法有更好的输出信干比和误码率性能,并保持较低的复杂度。     

Enhanced handoff scheme based on efficient uplink quality estimation in LTE-Advanced system

Asymmetric traffics cause downlink–uplink asymmetric interference. It can lead to a critical unbalance between a downlink and an uplink channel qualities in cell edge areas. This paper proposes an enhanced handoff scheme including an efficient uplink channel estimation method. The proposed handoff scheme determines an appropriate handoff-timing and handoff-direction according to an estimated uplink channel quality and a measured downlink channel quality. In the proposed scheme, an uplink or downlink, whose quality dominantly affects a link failure, becomes the main handoff-criterion. An efficient uplink channel estimation method is also proposed to exploit an uplink channel quality in handoff. The proposed method estimates an uplink signal strength from the measured downlink signal strength and predicts an uplink interference based on the interference-level information from neighbor base stations. We propose two different uplink estimation modes such as the simple and the precise modes. The simple estimation mode calculates the uplink channel quality for the overall bandwidth for a general handoff process. The precise estimation mode finds the best uplink band for the handoff user who wants an elaborate handoff process. In the elaborate handoff, a target base station allocates the best uplink band to a handoff user to provide the better uplink channel quality. Simulation results show that the proposed uplink estimation method can accurately compute the uplink channel quality of neighbor cells where the estimation error rate is less than 0.7% The simulation results also show that the proposed handoff scheme reduces handoff-call-dropping probability by up to 69% compared to LTE-Advanced system. In addition, the end-to-end delay of the proposed scheme can be better than that of LTE-Advanced system by 26%.     

TD-SCDMA上行失步条件下一种改进的多用户检测算法

针对TD-SCDMA上行失步及强多址干扰的情况,设计了一种二级信道估计算法以及基于该信道估计算法的解相关干扰消除多用户检测算法。二级信道估计算法可以得到各接入用户主径的幅度以及时延,多用户检测算法根据信道估计的结果对接收数据进行解相关检测以及干扰消除。仿真结果表明,上行失步和强多址干扰情况下,该改进算法的误码率性能较传统的匹配滤波、联合检测以及解相关算法有较大的提升。     

基于粒子群算法的盲多用户检测器

在信道参数未知的多径环境下,盲多用户检测算法性能存在诸如收敛速度慢和估计精度低等问题。将粒子群算法运用到基于恒模算法的盲多用户检测中。仿真结果显示,粒子群算法能够更精确地估计出信道的参数,且其收敛速度非常快,在估计出信道参数之后再进行盲多用户检测,检测性能优良。     

双频调制引入循环平稳的多用户信道盲估计

针对多用户系统提出了一种新颖的盲辨识方法。它利用了调制在循环频率域引入两个特别的循环谱，根据各个用户的循环域的支撑不同，可以分离出各个用户的两个循环统计量。最后利用循环谱分解和子空间方法，可以辨识出不同的用户在不同的传感器上的信道。文中还给出了信道可辨识性的条件和证明，提出了辨识算法，并对算法进行了模拟。     

MC-CDMA系统中的PPIC多用户接收机研究

研究了上行链路MC-CDMA系统中的部分干扰抵消多用户接收机方案,提出了初级采用线性MMSE检测的多级PIC多用户接收机。为了减小初级判决不精确带来的误差传播,每级乘以一个不同的部分相消因子以实现部分消除。在不考虑信道估计误差的情况下,仿真了不同用户数下该方案与传统解相关和最小均方误差多用户检测的性能比较。仿真结果表明提出的PPIC接收机具有更好的误码率性能。     

基于FPGA的PUSCH信道估计仿真与实现

基于最小平方(LS)算法,利用FPGA实现了一种适用于TD-LTE系统的上行信道估计算法。主要研究了如何利用FPGA实现LS算法,包括算法的介绍、方案的形成、FPGA实现的处理流程、FPGA实现结果及分析。以Virtex-5芯片为硬件平台,完成了仿真、综合、板级验证等工作。实现结果表明,该信道估计算法应用到TD-LTE系统具有良好的稳定性和可行性。