FBMC/OQAM系统中基于子空间的信道估计算法

针对滤波器组多载波偏移幅度调制（FBMC/OQAM）系统中基于传统导频结构的信道估计方法估计精确度不高、频谱利用率低的问题,提出一种基于子空间的盲信道估计算法。区别于传统的子空间方法,该算法通过空间上的接收分集技术引入数据冗余进行盲信道估计,不需要发送导频序列,从而提高了频谱利用率。仿真结果表明,该算法可以有效地估计信道且估计性能优于传统导频方法。     

基于二维导频和降噪滤波的信道估计方法

在分析多径噪声环境中信道估计经典算法的基础上,提出一种基于二维导频和降噪滤波的信道估计改进算法。文中采用的二维导频设置图案,充分保留了信道信息,从中可提取信道参数的最优初始估计。在此基础上,通过DFT/IDFT变换将信道频率响应子空间和噪声子空间分离,进行降噪滤波。仿真结果显示,在多径时变衰落信道下,利用以上两种提出的信道估计方法有效提高系统的估计性能。     

大规模MIMO系统中导频污染下的信道估计研究

大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术的很多优点让它发展为5G通信系统的主要技术之一。基于导频的信道估计方法原理较为简单,但系统的性能会受到导频污染很大的影响,所以研究低复杂度且能有效抗导频污染的信道估计算法就显得尤为重要。论文详细论证了导频污染下的信道估计在大规模MIMO系统中的主要运算过程。将LS信道估计方法与贝叶斯信道估计方法做比较,仿真结果表明贝叶斯信道估计方法有着较好的抗导频污染能力。     

地空信道下基于OFDM/OQAM系统的信道估计研究*

针对地空信道时变快,正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统存在固有干扰的问题,提出一种信道估计算法。该信道估计算法包含一种新型的梳状导频结构和一种改进的线性插值算法。提出的新型梳状导频通过将导频周围数据置零来消除系统的固有干扰和减小子载波间干扰对信道估计的影响,且导频分布在整个时间轴上,因而可以较好的跟踪信道状态;改进的线性插值算法通过在时域插零,来减小信道噪声和系统干扰对信道估计的影响。仿真结果表明,提出的梳状导频相比于传统梳状导频具有较好的优势,可有效提高系统的抗误码性能;改进的线性插值算法相比于传统插值算法可有效提高系统的可靠性。     

一种基于二维导频的信道估计改进算法

针对充满噪声干扰和多径效应的无线信道环境,提出一种基于二维导频的信道估计改进算法.该算法采用二维导频设置图案,利用导频点处充分记录的信道信息,提取信道参数的最优初始估计.在此基础上,利用优化的LMMSE算法,修正初始信道估计中的估计误差.理论分析及仿真实验表明,在多径时变衰落信道下,改进后的信道估计方法有效提高了系统的估计性能.     

OFDM水声通信信道估计技术研究

水声信道是一种极其复杂多变的时—空—频变信道,其信道窄、强多径干扰、信号起伏衰落严重,一直是水下信息可靠高速传输的主要障碍。正交频分复用(OFDM)是近年来数字通信中流行的一种并行传输新技术,其核心思想是将整个可用频带分割成多个正交子信道,将待传输的高速串行码流并行地调制在这些子信道载波上。主要研究利用三种不同的导频图案对OFDM水声通信信道进行估计,并通过仿真的方式来分析不同导频图案下信道估计的性能。     

基于稀疏度自适应算法的MIMO-OFDM稀疏信道估计研究

无线信道在时域上具有稀疏性,为压缩感知理论提供了应用前提。多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的信道估计问题就转变为稀疏信号的重建。压缩感知重构算法中的压缩采样匹配追踪(Co Sa MP)算法在MIMO-OFDM的信道估计中表现出较好的抗噪性能和较高的重构精度,但其需要稀疏度作为已知信息,而在实际中很难获得信道的稀疏度。为此提出一种基于稀疏度自适应算法(Co Sa SAMP)的MIMO-OFDM系统信道估计,同时在原算法的基础上使用了矩阵分块的方法,提高了其重构精度。仿真结果表明,与传统算法相比,该算法具有更好的估计性能和更高的频谱利用率,并将矩阵分块前后的估计性能进行了对比,结果表明分块后的估计精度更高。     

PN码准正交原则下的MIMO-OFDM系统信道估计

研究了多输入多输出-正交频分复用 (multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统的信道估计问题.在分析正交导频估计的基础上,设计多天线上的PN导频分布,提出了准正交原则下的PN码导频信道估计方法,给出了该方法实现信道估计的数学推导过程,分PN码长度大于、等于发射天线数目两种不同情况进行了讨论.仿真实验表明,当PN码长度等于发射天线数目时,所得的信道估计和正交导频信道估计的性能相当;当伪随机序列码(pseudo-noise code,PN)码长度大于发射天线数目时,其信道估计的性能优于正交导频信道估计方法.这为MIMO-OFDM技术在4G通信中应用所要解决的核心问题提供了一种思路.     

一种基于小数倍多普勒信道的OTFS信道估计方法

针对现有正交时频空(OTFS)调制系统的信道估计中存在的高峰均比和小数倍多普勒信道下估计困难及复杂度高的问题,提出了一种基于序列导频的匹配滤波(SMF)信道估计方法。该算法首先将序列导频与数据联合成帧,依靠序列的自相关性获取路径数、时延和整数倍多普勒;然后通过互相关匹配滤波估计小数倍的多普勒抽头和信道增益,从而得到信道状态信息;最后根据小数倍信道整数采样的特征,更新信道增益和信道初始相位。仿真结果表明,该方法相比基于嵌入式脉冲导频的信道估计,改善了峰均比,并提高了信道估计性能。相比于传统的序列导频,该方法可以估计得到小数倍多普勒抽头,估计的信道状态信息更准确。该信道估计方法更具有普遍性。     

基于压缩感知的MIMO-OFDM信道估计中的导频设计方案

多输入多输出-正交频分复用(Multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统作为MIMO系统和OFDM系统的结合,具有很高的频带利用率并能有效地对抗无线信道的多径效应。本文研究了MIMO-OFDM系统稀疏信道估计及其导频优化,将信道估计问题转化为压缩感知(Compressed sensing,CS)理论中的稀疏信号重建问题,将最小化测量矩阵的互相关作为导频优化的目标。结合已有的随机序贯搜索(Stochastic sequential search,SSS)和扩展算法2(Extension scheme 2,ES2)算法以及导频移位机制,提出了一种快速的导频优化算法随机搜索移位算法(Stochastic sequential search-shift mechanism,SSS-SM)。此算法的运算复杂度远低于已有的ES2算法,运算时间不受发射天线数影响。将SSS-SM算法和ES2算法分别获得的导频设计结果应用于MIMO-OFDM系统的信道估计,仿真结果表明,采用SSS-SM算法可以更低的算法复杂度获得与ES2算法相同的信道估计性能;高信噪比情况下,SSS-SM算法对应的均方误差(Mean square error,MSE)比ES2平均低约3~5 dB,因此这种方法在高信噪比下更有优势。     

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.     

井下OFDM信道估计算法研究

针对煤矿井下信道情况复杂,多径效应会带来噪声增加和误码率上升等问题,建立了煤矿井下正交频分复用系统模型,研究了井下正交频分复用信道最小平方、最小均方误差估计算法;在矩形导频分配方案的基础上,提出了在时域利用曲线拟合方法实现数据符号处信道系数的估计算法。该算法与插值算法相比,对导频符号处信道系数的准确性要求不高,只要求所构造的函数尽可能接近真实值。仿真结果表明,提出的拟合估计算法和最小均方误差估计算法相比,在估计性能没有太大变化的前提下,大大降低了实现复杂度。仿真结果和理论分析基本一致。     

OFDM系统群稀疏信道估计与译码迭代算法

针对OFDM通信中的多径信道估计问题,本文提出了一种群稀疏信道估计和译码迭代算法。在信道估计中,利用了无线多径信道的群稀疏特性,采用群基追踪降噪算法（Group basis pursuit de-noising,Group-BPDN）算法,提高了信道估计的精度。在译码时,采用软输出的维特比算法,从译码输出中提取可信度大的结果,反馈到信道估计的输入部分,与已知的导频信号一起构成新的已知信号集。这样,通过反馈迭代处理,一方面增加了稀疏恢复时的已知信息,提高了恢复的精度;另一方面,新的已知信号集和已估计出的信道响应可以用来估计噪声功率,提高了噪声环境下稀疏恢复算法的精度。仿真实验证明本文算法提升了信道估计性能,降低了误码率。     

基于迭代的FBMC/OQAM系统IAM前导信道估计算法

FBMC/OQAM系统中传统的基于干扰近似(IAM)的信道估计算法存在导频开销过大,且计算复杂度高等问题。本文研究了一种新的IAM前导信道估计算法,该算法为增加导频功率采用一种新的三列导频结构,同时采用多次迭代方法获得精度更高的信道信息,来重构相邻子载波间和符号间干扰。理论分析和仿真结果表明,在ITU的车载信道环境和步行信道环境下,基于迭代的IAM前导信道估计算法在保持其传统信道估计方法性能即传输速率高且降低干扰的同时,有效地提高了数据传输速率且降低了计算复杂度。     

FBMC/OQAM系统部分置零编码辅助导频方案

FBMC/OQAM系统的正交性只在实数域上满足，存在固有虚部干扰问题，使得准确的信道估计十分困难，为解决固有虚部干扰对系统信道估计的影响，改善系统性能，因此对虚部干扰消除方案进行研究；依托FBMC/OQAM系统中基于干扰消除原理的现有方案，将现有方案中的邻域置零方案、辅助导频方案及编码方案融合均衡，提出一种部分置零编码辅助导频方案；理论分析表明，新提出的方案相较于原有方案在提高频谱利用率的同时，降低了峰均功率比和计算复杂度；通过进一步的系统仿真发现，在相同干扰计算域的前提下，新提出的方案在多径信道中的误比特率和最小均方误差均低于现有方案，具有一定的应用意义。     

Massive MIMO系统基于子空间的半盲信道估计

针对大规模MIMO系统中存在的导频污染问题,结合目前研究的基于奇异值（SVD）分解的信道估计算法,在考虑到该算法中的协方差矩阵是用有限的样本数据代替真实数据必然存在偏差的问题,给出了一种联合ILSP（Iterative Least Square with Projection）的基于SVD的半盲信道估计算法。仿真结果表明改进后的信道估计算法能够有效减小已有算法中存在的偏差问题,提高信道估计精确度,有效减轻导频污染给大规模MIMO系统带来的影响,从而实现大规模MIMO系统性能的提升。     

Concurrent multipath transmission with forward error correction mechanism to overcome burst packet losses for delay-sensitive video streaming in wireless home networks

Wireless multimedia home servers are the next generation of home entertainment systems. The provision of high quality time-critical video streaming applications in indoor environments is very challenging due to high attenuation and interference caused by the walls and the contention in the shared wireless channel. This paper proposes a Delay-sensitive Multipath Forward Error Correction (DM-FEC) mechanism involving an estimation of available bandwidth and a mathematical analytical model with which the appropriate transmission rate, the FEC block length, and the FEC redundancy on each path in a multipath environment can be determined to solve previous problems. The DM-FEC mechanism not only selects the appropriate transmission rate and FEC redundancy on each path but also adaptively adjusts the FEC block length and concurrently sends data over multiple paths to overcome burst packet losses which otherwise can cause the video frame to be unplayable and impede the timely recovery of video information.