基于随机游动的宽带MIMO 信道模型研究

针对现有信道仿真模型要求支路数目多且仿真时间长的问题,提出了一种基于随机游动的谐波叠加改进方法,详细推导了该模型输出信道衰落幅值分布及空时相关系数的理论表达式。针对3GPP 空间信道模型（Spatial Channel Model,SCM）标准参数的仿真结果表明,新方法输出衰落幅值分布和各子信道衰落空时相关特性均与理论值非常吻合,优于传统精确多普勒频率扩展的仿真方法,可用于未来大规模多支路的多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）信道或多节点网络信道的实时仿真场合。     

多时间尺度短波信道模型在NS2环境下的实现

针对短波信道衰落特征复杂,难以在仿真中较为真实的重现这一问题,提出了一种基于NS2和VOACAP联合仿真的短波信道模拟方法。采用Walnut Street模型作为基础,将短波信道衰落划分为慢衰落、中等时间尺度的衰落和快衰落。在实现短波信道衰落模型时,按需在C++中调用VOACAP计算慢衰落,使用对数正态分布模拟中等时间尺度的衰落,使用瑞利分布来模拟快衰落。仿真结果表明,此模型能够较好地反映短波信道的衰落特点,不同频率的衰落随时间的变化与理论和经验相符,可以作为短波网络仿真的物理层信道模型;同时,所采取的联合仿真方法避免了事先计算链路衰落的繁琐性,更加适合于大规模的短波网络仿真。     

时变多普勒衰落信道硬件模拟的FPGA实现

针对不同散射环境下衰落信道具有不同的多普勒功率谱形状,提出了一种改进的复谐波叠加模型用于时变多普勒衰落信道的模拟,仿真分析了该方法输出信道衰落的幅值及相位连续性,并据此设计了基于FPGA硬件平台的时变多普勒衰落信道模拟器。硬件实测结果表明,该模拟器输出的时变多普勒功率谱与理论仿真非常吻合,可用于实际中多普勒功率谱实时变化场景的模拟。     

复合衰落信道建模及模拟方法研究

针对传统信道模拟器仅考虑多径衰落的问题,建立了包含路径损耗、阴影衰落和多径衰落的复合衰落信道模型,提出了一种基于高斯变量分解和谐波叠加原理的硬件模拟方法,推导了该方法输出衰落幅值理论分布与仿真参数的内在联系,并详细分析了可编程逻辑器件定点化模型输出周期性及位宽选择等问题。针对原型化模拟器的实测结果表明,该模拟方法输出信道衰落的统计特性与理论值吻合,可用于实验室中无线通信系统的性能测试和验证。      

分布式多入多出正交频分复用快衰落感知估计

针对分布式多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)快衰落系统,为了消除快衰落信道的干扰,提出一种分布式MIMO-OFDM系统快衰落信道估计方法.该方法利用分布式快衰落信道间的感知信息在空间、时延和多普勒频移上具有的互相关性,求取三维互相关联合稀疏信道模型.推导预相关随机导频测量矩阵,结合分布式压缩感知算法,以能量有效的方式,对快衰落稀疏信道参数进行联合压缩测量和重构,得到各分布式MIMO接收端任意的稀疏信道系数.理论分析与仿真结果都表明,该方法与传统的信道估计方法相比,可以明显提高系统频谱效率和误码率,减少计算复杂度.     

利用时间相关特性模拟移动衰落信道

主要分析了移动衰落信道的时间相关特性,综合考虑了路径损耗、阴影慢衰落和瑞利快衰落的影响,建立了移动衰落信道的时变模型,并对其进行了计算机模拟。     

基于二次差分概率的无线信道估计方法

5G具有高速率和大带宽的特性,使得无线信号在时域和频域的衰落更加明显.随着差分值统计步长和空间采样间隔的增大,采用差分概率信道估计方法已无法跟踪深衰落区域,且峰值区域跟踪过度.针对以上问题提出一种二次差分概率的信道估计方法.该方法首先找到衰落曲线的谷值点和峰值点,然后通过二次差分概率对深衰落区域和峰值区域的估计差分值进行改善,最后利用差分运算得到估计增益.仿真实验结果表明,此方法有效地提高了整体的跟踪性能,并降低了跟踪误差.     

快衰落信道中的差分空时调制

利用基扩展模型,针对平坦快衰落信道提出了差分空时调制方法.它不仅可避免这类信道中难于实现的信道估计,而且可同时获得由多发射天线提供的满空间分集以及由快衰落信道提供的最大Doppler分集.仿真结果验证了设计的优越性.     

非平稳信道衰落FPGA实时模拟方法

针对由于收发端的高速移动导致信道衰落呈现的非平稳特性,提出了一种基于线性调频信号叠加的非平稳信道衰落产生方法,并对输出信道衰落的幅值分布和平均增益进行了详细分析,据此设计了基于FPGA硬件平台的非平稳信道衰落模拟器。硬件实测结果表明,该模拟器输出信道衰落分布、自相关函数和多普勒功率谱等均与理论结果非常吻合,可应用于针对非平稳散射环境下的下一代无线通信系统性能测试和验证。      

MIMO系统在空时二维相关莱斯快衰落信道下的性能

与准静态独立的瑞利衰落信道模型相比较,在MIMO(Multi-Input Multi-Output)系统中,实际信道更趋向于空时相关莱斯快衰落。考虑到MIMO系统的收发分集优势以及收发两端天线阵列的空时相关性,在简单论述了MIMO系统和信道模型的基础上,该文利用多变量统计学理论,推导出MIMO系统在空时相关莱斯快衰落信道下平均成对差错概率上界的闭合表达式,并探讨了信道特性对系统性能的影响,然后给出相应仿真结果。     

Improved Design Criterion for Space‐Frequency Trellis Codes over MIMO‐OFDM Systems

In this paper, we discuss the design problem and the robustness of space‐frequency trellis codes (SFTCs) for multiple input multiple output, orthogonal frequency division multiplexing (MIMO‐OFDM) systems. We find that the channel constructed by the consecutive subcarriers of an OFDM block is a correlated fading channel with the regular correlation function of the number and time delay of the multipaths. By introducing the first‐order auto‐regressive model, we decompose the correlated fading channel into two independent components: a slow fading channel and a fast fading channel. Therefore, the design problem of SFTCs is converted into the joint design in both slow fading and fast fading channels. We present an improved design criterion for SFTCs. We also show that the SFTCs designed according to our criterion are robust against the multipath time delays. Simulation results are provided to confirm our theoretic analysis.     

基于FDTD方法的无线信道衰落特性模拟研究

为了表述无线信道衰落的时变及远区分布特性，提出了利用时域有限差分(FDTD)方法研究由多径效应引起的时变无线信道衰落的方法。在此将无线信道的衰落建模为随机过程，而不是通常的确定性随机变量。首先基于Clarke统计模型，利用FDTD方法研究了时变无线信道的小尺度平坦衰落特征；然后利用Monte Carlo方法和FDTD方法产生了具有信道多普勒功率谱特性的色高斯随机过程，再基于无线信道的时变统计特性建模，用Suzuki模型研究了时变无线信道的快衰落；最后将无线信道衰落特性分布和理论分布做了比较，验证了方法的有效性。     

基于最小二乘支持向量机的衰落信道预测算法

该文探讨了利用相空间重构和支持向量机进行衰落信道非线性预测算法。该算法基于多径衰落信道具有混沌行为,利用坐标延迟理论,重建衰落信道系数的相空间,再根据混沌吸引子的稳定性和分形性,在相空间中通过递归最小二乘支持向量机(RLS-SVM)进行预测。该算法对原始数据可以进行更平滑的处理,在噪声环境下预测的时间范围更长。对时间跨度为63.829ms的衰落系数进行了预测,仿真结果表明,在信噪比为15dB时,预测结果优于AR算法。     

MIMO-OFDM快衰落信道的稀疏自适应感知估计

在多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM） 系统中,怎样在较高频谱利用率的情况下对快时变信道进行较为准确的估计是一个具有挑战性的课题。该文在利用压缩感知理论可提高系统频谱利用率的基础上,提出了一种适合于快时变环境下MIMO-OFDM 系统的稀疏自适应信道估计方法。该方法不再受到奈奎斯特采样频率条件约束,避免了传统导频辅助信道估计方法频谱利用率低的缺点。该文方法通过构建多天线群时频结构特征稀疏基,利用多天线间和群时变OFDM符号内信道冲激响应具有更强稀疏性的特点,对MIMO-OFDM快衰落信道进行稀疏变换。由于实际MIMO-OFDM快衰落信道往往处于频率选择性、时变性和多种干扰并存的复杂环境,受到干扰的信道参数对系统而言是未知,采用该方法克服了现有基于压缩感知理论的信道估计方法需要预先知道信道冲激响应稀疏度才能重构信道参数的不足,在信道稀疏度未知道的情况下,运用稀疏自适应的方法来对不同时频结构特征的信道参数进行估计。仿真结果表明所提估计方法具有对快时变信道参数估计的鲁棒性和较高频谱利用率,且均方误差小。      

A new adaptive equalizer with channel estimator for mobile radiocommunication

For unknown mobile radio channels with severe intersymbol interference (ISI), a maximum likelihood sequence estimator, such as a decision feedback equalizer (DFE) having both feedforward and feedback filters, needs to handle both precursors and postcursors. Consequently, such an equalizer is too complex to be practical. This paper presents a new reduced-state, soft decision feedback Viterbi equalizer (RSSDFVE) with a channel estimator and predictor. The RSSDFVE uses maximum likelihood sequence estimation (MLSE) to handle the precursors and truncates the overall postcursors with the soft decision of the MLSE to reduce the implementation complexity. A multiray fading channel model with a Doppler frequency shift is used in the simulation. For fast convergence, a channel estimator with fast start-up is proposed. The channel estimator obtains the sampled channel impulse response (CIR) from the training sequence and updates the RSSDFVE during the bursts in order to track changes of the fading channel. Simulation results show the RSSDFVE has nearly the same performance as the MLSE for time-invariant multipath fading channels and better performance than the DFE for time-variant multipath fading channels with less implementation complexity than the MLSE. The fast start-up (FS) channel estimator gives faster convergence than a Kalman channel estimator. The proposed RSSDFVE retains the MLSE structure to obtain good performance and only uses soft decisions to subtract the postcursor interference. It provides the best tradeoff between complexity and performance of any Viterbi equalizers     

基于多维乘积码的编码协作方案研究

多维乘积码是一种成熟的编码技术,其性能较好,且具有灵活的多维结构。本文提出一种基于多维乘积码的协作方案,利用不同维数的校验位进行协作,达到获取分集增益的目的。文中以分量码为扩展汉明码的多维乘积码为例,在慢衰落、快衰落瑞利信道下进行了理论性能分析和计算机仿真,仿真结果显示:慢衰落信道下,BER为10-3时,协作程度为50%,用户间信道SNR大于10dB时,增益大于8dB;在快衰落信道下,可以通过该协作方案可达到帮助上行信道较差的用户的目的。从实用性和良好性能的角度来看,该编码协作将具有较好的应用前景。      

一种改进的衰落分集信道量化FSMC模型及其性能分析

针对无线快衰落信道,本文提出一种改进的一阶FSMC量化模型,并提出一种通过分析基带差错序列游程分布特性的新方法,来验证Markov模型的性能.文中给出FSMC量化模型参数提取方法,并分别通过对采用选择性合并、等增益合并、最大比合并以及不采取分集合并的Nakagami分布衰落信道的仿真,证实了改进的量化FSMC模型的准确性.     

Channel estimation for OFDM systems using adaptive radial basis function networks

We propose a new scheme for pilot-symbol-aided channel estimation in orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems in multipath fading channels, that does not require knowledge of the channel statistics (e.g., Doppler or power spectrum). It is based on using the radial basis function (RBF) network to model the dynamics of the fading process. Both one-dimensional and two-dimensional RBF networks are proposed to exploit the channel correlation in the time domain and in the time-frequency domain. The proposed RBF networks are essentially nonlinear interpolators of the pilot channels. Compared with the existing OFDM channel estimation methods based on linear filtering, the proposed new techniques offer both robustness to fading rate, and a better performance especially in relatively fast fading channels.     

Cyclostationarity-based OFDM signal sensing over doubly-selective fading channels

In this paper, using cyclostationarity-based sensing method to detect the presence of Or-thogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) signal over doubly-selective fading channels is studied. By approximating the channel with Basis Expansion Model (BEM), we derive the second-order cyclostationary statistics of the received OFDM signal over doubly-selective fading channels. Theo-retical analysis indicates that new cyclostationary signatures produced by Doppler spread and mul-tipath delay can be further exploited in the detecting process. Simulation examples demonstrate that the sensing methods using channel-induced cyclostationary features provide substantial improvements on detection performance.     

DS-CDMA系统下行盲多用户接收机

本文研究多径频率选择性衰落信道下，DS－CDMA系统下行盲多用户检测技术，提出了一种新的基于恒模算法的检测方法。利用下行信号的特征构造约束条件并采用投影梯度法求解优化问题，本文方法克服了常规恒模算法无法保证收敛到期望用户的缺点。仿真结果验证了本文方法具有良好的检测性能，可以在克服信道衰落的同时抑制多址干扰。