OFDM水下通信系统信道估计插值算法性能分析

在正交频分复用(OFDM)水下通信系统中,信道估计作为一项关键技术直接影响着系统的性能.研究基于导频信息的线性插值、二阶多项式插值、三次样条插值等信道估计插值算法,应用Matlab仿真给出它们的性能比较,得出不同插值算法下OFDM系统误比特率(BER)和信噪比(SNR)之间的变化关系,以及在不同导频间隔和不同多普勒频移条件下的误比特率曲线图,从而为更好的设计导频间隔,进行水声信道估计提供有力的参考.     

基于DFT的OFDM水声通信信道估计算法

在水下通信中,要求提供高速丰和高可靠性的通信服务,而正交频分多路复用(OFDM)因具有频带利用率高和抗多径能力强等优点,近年来受到广泛的重视.文中主要研究在采用梳状导频图案的OFDM水声通信系统中,利用DFT变换的方法来实现信道估计,并结合水声通信系统模型对此算法进行了计算机仿真.仿真结果表明该方法在提高计算效率的同时获得了很好的性能,因此非常适用于实时高速水声通信系统.     

基于自适应阈值SAMP算法的OFDM稀疏信道估计

为了降低重构算法的复杂度,提高重构的精确度,提出一种自适应阈值的稀疏度自适应匹配追踪算法（SAMP）,并将其运用在OFDM稀疏信道估计中。蒙特卡洛仿真证明,改进后的算法相比于原算法在CPU运行时间上减少了44.7%,并且在较低的信噪比下也能达到较好的估计效果。此外,针对OFDM稀疏信道估计问题,结合压缩感知理论中观测矩阵的构造方法,提出一种新的导频图案分布设计方法,仿真证明该导频图案设计方法比现有方法在估计精确度方面提高2~4dB。     

OFDM系统中信道估计的研究

正交频分复用（OFDM）用于第四代移动通信系统,而OFDM的信道估计是一项关键技术。总结了基于导频辅助的信道估计常用算法,研究了LS、MMSE和改进的LMMSE算法的原理及其在OFDM信道估计中的应用。结合仿真对信道估计算法进行了分析与讨论。结果表明正交频分复用系统性能的提高是以系统的复杂度为代价的。     

基于多普勒辅助迭代的高速OFDM系统信道估计方法

在高速移动环境下,衰落信道的快时变性破坏OFDM子载波间的正交性并产生严重的载波间干扰,由此提出一种多普勒辅助迭代的信道估计方法。该方法在OFDM符号的适当位置插入导频符号,通过最小均方法迭代估计获得导频位置的信道信息,再由加权的时域插值获得数据符号位置的信道信息。插值加权系数与多普勒频移相关,由接收端的移动速度计算得出。在导频信道信息的迭代估计过程中,将检测到的数据符号作为新的导频信息反馈到导频信道估计模块进行迭代估计。仿真分析表明:在接收机移动速度达到300km/h时,该方法的性能稳定,不受多普勒频移影响,可以给出精确度逼近最佳信道条件下的信道估计结果。     

RBFN在OFDM快衰落信道估计中的应用

研究了径向基函数网络（RBFN）在正交频分复用（OFDM）系统快衰落信道估计中的应用，提出了一种基于分散导频的RBFN信道估计器。较之基于梳状导频的RBFN估计器，该估计器极大地提高了频带利用率，且具有良好的误码率性能。     

OFDM水声通信系统联合信道估计的同步算法研究

正交频分复用（OFDM）技术是目前无线通信领域的研究热点之一。本文提出了一种改进的载波频偏估计方法和信道估计方法,并将这两者与一种高精度的符号同步方法相结合,充分利用了三者的优点,提高了信道估计的精确度,改善了系统的性能。本文还在多径信道下对设计出的OFDM水声通信系统进行了仿真,对采用频偏补偿和符号同步的信道估计性能进行了分析。     

智能反射面辅助的OFDM系统稀疏信道估计研究

针对智能反射面(IRS)辅助的宽带正交频分复用(OFDM)系统的信道估计,当前大多数研究都是基于单符号全导频设置,且级联信道系数过多会导致导频开销较大。为此,提出了一种基于时域-角域块稀疏的两阶段信道估计方案。首先,通过分析信道在时域和角域上存在的共同稀疏特性,将级联信道矩阵转换为时域-角域上的块稀疏表示,并将信道估计问题转换为块稀疏矩阵恢复问题。其次,考虑传输导频限制和时域-角域块稀疏特性,提出了一种两阶段稀疏信道估计方案对级联信道进行稀疏恢复。仿真结果表明,相比另外三种基准方案,该方案可以使用较少的导频获得更优的信道估计性能,有效减少了导频开销,且估计准确度更高。     

OFDM水声通信系统信道估计算法应用研究

信道估计的精确性和有效性是正交频分复用（OFDM）水声通信系统具有良好性能的保证。针对水声信道稀疏性的特点,在传统的LS（最小二乘）和LMMSE（线性最小均方误差）信道估计算法的基础上进行了基于压缩感知（Compressive Sensing,CS）理论的LS-MP（Matching Pursuit,匹配追踪）信道估计算法的研究。并在OFDM水声通信系统下,对传统的信道估计方法（LS和LMMSE）和基于压缩感知理论的LS-MP信道估计方法进行仿真分析,对这三种算法进行了性能比较。     

基于非常规导频的OFDM信道估计

在无线OFDM系统中,为了能够在接受端进行相干解调信道参数信息(CSI),对好的信道估计方法有着重要的意义。常规导频信道估计方法应服从奈奎斯特准则将导频信息均匀地分布在发送数据中,限制导频数据的分配;采用新的基于非常规导频信道估计方法利用非常规抽样技术来恢复信道参数,能够更灵活地安排导频数据。仿真结果表明新的估计方法有很好的估计性能;信道慢变时更好地利用前一次估计的信道参数来减少计算,在多普勒频移为15Hz时节省50%的计算量。经实验证明,对无线标准中信道估计方法具有参考价值。     

正交频分复用通信系统中的快变信道估计

信道的快速变化导致正交频分复用通信系统(OFDM)载波间的正交性遭到破坏,从而产生载波间的相互干扰(ICI),传统的信道估计方法(不可虑ICI影响)不再适用。为此,Choi等人提出了相应的快变信道估计方法,但该方法计算量较大,且需要信道的统计特性知识,而实际信道的统计特性往往无法精确得到。Linartz等人证明:在大多数应用条件下,信道在一个OFDM帧周期内的变化近似满足线性特性。对OFDM系统的ICI特性进行了时域和频域两方面分析,并利用信道变化的线性特性,提出了一种新的快变信道估计方法,该方法具有计算量小、且不需要信道的统计特性信息的优点。文章还得到如下结论:与慢变信道情形不同,在信道快速变化条件下,当OFDM系统中的训练序列应分成许多长度相同的组,且这些组在OFDM帧中等间隔分布时,信道估计误差最小。     

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。     

OFDM水声通信载波频偏估计LS拟合算法

OFDM水声通信系统对载波频率偏移非常敏感,很小的频率偏移就会使系统的性能显著下降。首先分析了由载波引起的载波间干扰,将其等效为系统信噪比的降低。针对OFDM系统利用循环前缀的频率偏移估计精度不高的问题,提出了一种基于循环前缀的频偏估计LS拟合算法（CPLS）,该算法可显著提高频率偏移的估计精度。研究结果表明,同利用循环前缀的频率偏移估计方法相比,基于循环前缀频率偏移LS拟合算法的OFDM水声通信系统能够工作在更低的信噪比情况下。     

基于椭球基扩展模型的OFDM快变信道估计仿真

在无线正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中,快速时变信道带来的子载波间干扰(intercarrier interference,ICI)影响子载波间的正交性,严重恶化系统性能.由于信道在一个OFDM符号期间内就发生变化,导致信道的频域矩阵不再具有对角性,给信道估计带来新的挑战.为解决上述问题,针对快变信道情况下,利用椭球基扩展信道模型,采用频域插入优化的梳状导频的方法,基于改进的线性最小均方误差估计器(LMMSE)对快变信道进行估计,仿真结果表明,方法能够对快变信道进行准确估计,为信道均衡提供了良好的性能.     

Analog study of near-field focusing and subwavelength imaging with nonlinear transmission-line metamaterial

In this paper, we report an analog study of realizing near-field focusing and near-perfect imaging at harmonic frequencies using a two-dimensional （2D） left-handed nonlinear transmission line （LH NLTL） meta- material. Firstly, we give a detailed procedure of designing LH NLTL and right-handed （RH） transmission line media that match with each other at harmonics. Then, through microwave circuit simulations, we observe strong surface waves at the boundaries between RH and LH NLTL metamaterials, which are consistent with the theoretical analysis of an LH linear superlens. Finally, we show that the LH NLTL metamaterial can act as a flat nonlinear lens that can create, with a Subwavelength resolution, an image of harmonic fields of the source which is opaque at the fundamental frequency.     

无人机OFDM数据链路中信道估计算法研究

针对无人机信道的特点,以及采用正交频分复用技术进行无人机数据链路传输的优点.在对OFDM关键技术信道估计进行研究时,要确保接收端能够准确的检测出由于无线信道变化造成的码间干扰,准确的解调出原信号.根据系统需要设计了梳状导频和块状导频联合的导频插入方式,该方式可以在数据传输和信道估计性能上做到折中,并对常用的信道估计算法进行分析研究提出了改进的最小均方误差信道估计算法,最后建立频率选择性信道模型对不同的信道估计算法进行仿真,分析仿真结果可以看出该导频插入方式和信道估计算法具有较低的复杂度,而且又具有良好的信道估计性能,适合在实际系统中应用.     

Doubly selective fading channel estimation in MIMO OFDM systems

Recent researches in the information theory have demonstrated that MIMO commu nication systems have the potential to provide the linear increase in the channel capacity and frequency spectral efficiencies compared with single-input single-output (SISO communication systems. MIMO is one of the major development aspects in the new generation mobile communication technology, in which plenty spatio-temporal signa processing problems need to be resolved. Especially when MIMO channels are time…     

OFDM系统中的相位噪声抑制算法研究

相位噪声PHN(phase noise)会严重影响正交频分复用OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)系统的性能,如引起共同相位误差CPE(common phase error)和载波间干扰ICI(inter carrier interference)。CPE引起整个信号星座的偏转,是恶化系统性能的主要因素。文章将信道与相位噪声联合估计,利用插入的导频符号得到CPE-信道的初步估计,再用线性最小二乘估计方法LLSE(linear least square estimation)更新相位噪声和数据符号的估计值。仿真结果表明,该方法能有效地降低相位噪声对系统性能的影响。     

The performance of multiwavelets based OFDM system under different channel conditions

In wireless communication reception, the reliability of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is limited because of the time-varying nature of the channel. This causes inter-carrier interference (ICI) and increases inaccuracies in channel tracking. This can effectively be avoided at the cost of power loss and bandwidth expansion by inserting a cyclic prefix guard interval before each block of parallel data symbols. However, this guard interval decreases the spectral efficiency of the OFDM system as the corresponding amount. Recently, it was found that based on Haar-orthonormal wavelets, discrete wavelet-based OFDM (DWT-OFDM) is capable of reducing the inter symbol interference (ISI) and ICI, which are caused by the loss in orthogonality between the carriers. DWT-OFDM can also support much higher spectrum efficiency than discrete Fourier-based OFDM (DFT-OFDM). In this paper the DFT-OFDM is replaced by Multiwavelets OFDM (DMWT-OFDM) in order to further reduce the level of interference and increase spectral efficiency. It is found that proposed Multiwavelet design achieves much lower bit error rates, increases signal to noise power ratio (SNR), and can be used as an alternative to the conventional OFDM. The proposed OFDM system was modeled tested, and its performance was found under different channel conditions.