地空通信中基于贪婪算法的SC-FDE系统稀疏信道估计

针对在地空频率选择性衰落信道中,信道冲激响应具有时域稀疏特性的情况,提出了基于贪婪算法的单载波频域均衡(SC-FDE)系统稀疏信道估计方法。Chu序列是SC-FDE中常用的导频序列,对其进行分析并证明了将Chu序列进行循环移位所构造的导频矩阵满足RIP条件,将导频矩阵作为测量矩阵,把地空信道估计问题建模为稀疏重构模型,采用贪婪算法中的OMP和Co Sa MP算法对信道进行稀疏重构,仿真验证了所得信道估计较传统最小二乘(LS)信道估计方法更加准确。在相同的训练序列长度和信道环境下,利用所得信道估计对接收信号进行最小均方误差(MMSE)均衡,蒙特卡罗仿真结果表明,所提方法与传统LS信道估计方法相比,系统误码性能提高2~3 d B。     

基于分块导频的SC-FDE信道估计算法改进

随着计算机科学技术的不断发展,分块导频的SC-FDE信道估计算法受到了越来越多的重视。信道估计与频域均衡是单载波频域均衡（SC-FDF）系统的两大关键技术。其中,信道均衡是通过对估计出的信道衰减特征进行补偿,从而减小信号在传输过程中所受外界的影响,信道估计与频域均衡性能的好坏共同决定系统最后均衡的效果。因此,研究基于分块导频的SC-FDE信道估计算法改进具有非常重大的意义。本文介绍了SC-FDE系统和SC-FDE系统模型,阐述了信道估计和理论分析,并且进行了理论分析和信道与噪声方差估计,最后分析了系统仿真结果。     

单载波频域均衡消除符号间干扰的研究

介绍了单载波频域均衡（SC-FDE）系统以及SC-FDE所常用的频域块最小均方（FBLMS）算法。为了进一步改进单载波频域均衡系统的性能，基于抽头泄漏的思想，通过增加抽头的泄漏进一步优化了FBLMS算法，并对基于优化算法的单载波频域均衡系统进行了计算机仿真模拟。其仿真结果表明：与常用算法相比较，该优化算法能有效提高均衡器的收敛速度和显著改善均衡器消除符号间干扰（ISI）的性能。     

单载波频域均衡信道估计分析

针对高速率信息传输系统中多径衰落对单载波频域均衡(SC-FDE)信道估计造成的影响,在SC-FDE原理基础上,将无线通信中信噪比估计和SC-FDE中信道估计结合起来,对现有信噪比估计算法进行优化。分析和仿真结果表明,此方法能有效地改善多径衰落信道中信道估计的有效性,提高了频域均衡的效果,从而改善了SC-FDE系统的误码率(BER)性能。     

基于辅助数据的SC-FDE系统频域LS信道估计

通过对单载波频域均衡(SC-FDE)系统的分析得出了对最小二乘(LS)信道估计中采用的训练帧的要求, 从理论上推导了不计循环前缀(CP)能量损失的条件下, SC-FDE系统采用LS方法估计信道的性能界。文中指出, Newmann序列适合作为SC-FDE系统频域LS信道估计的训练帧。理论分析和仿真结果都表明, 采用Newmann序列可以达到LS信道估计的性能界。     

基于LDPC码的单载波频域均衡系统

该文设计了一种联合判决-反馈均衡的单载波频域均衡(SC-FDE)系统,该系统用固定波形的短pn序列取代常规SC-FDE系统中的循环前缀(CP),并以多个短pn序列组成的长PN序列作信道训练从而解决快变信道的初始估计和跟踪问题。针对该系统,一种在时域内对接收的多个训练序列进行平均,然后提出了在频域对信道信息进行估计的信道训练算法,该算法与传统SC-FDE系统相比,其计算复杂度较低。另外,提出了一种增加纵向校验的LDPC码用于该系统中降低信噪比门限,提高系统的整体性能。仿真结果表明在多径衰落信道中,此系统可获得较为理想的结果。     

基于改进帧结构设计的无人机集群信道均衡

针对无人机集群链路单载波频域均衡(Single Carrier Frequency Domain Equalization,SC-FDE)系统信号同步与信道估计模块相互独立、系统开销大、信道估计精度不高的问题,提出了一种基于Schmidl&Cox的改进数据帧结构设计,使用同一训练序列实现信号同步和信道估计,降低了系统开销;利用快速傅里叶变换的周期性及线性性质,将多次复杂频域信道估计转换为时域降噪处理,得到更精确的信道频域响应估计.通过引入NH(Neumann-Hoffman)序列,解决了Schmidl&Cox定时方法存在峰值平台的问题,定时测度函数尖锐,方差性能较好.利用Matlab软件对设计算法进行了仿真验证,结果表明,在不增加系统开销的情况下,所提算法在相同信噪比下比传统均衡算法误码率更低,在误码率为1×10-5时有2～3 dB的性能增益,系统开销由0.28降为0.2,实现复杂度低.     

基于宽带突发单载波频域均衡传输的时域精细信道估计方法

单载波频域均衡(SC-FDE)是宽带无线通信系统中一种具有竞争力的解决方案,获得了广泛的关注和研究。SC-FDE方案不仅抗多径能力出色、复杂度低,且具有比正交频分复用(OFDM)信号更低的峰均比值。在突发SC- FDE系统中,接收机需要利用训练序列快速获取信道的特征信息,以避免解调性能损失。传统的基于训练序列的信道估计方法并不适合宽带猝发SC-FDE系统,难以兼顾估计准确性和复杂度。该文提出一种基于时域训练序列的精细信道估计方法。该方法利用时域PN序列得到信道参数的最大似然估计值,并利用信道稀疏的特征,根据信道噪声强度对信道估计值进行噪声抑制处理。仿真表明:与传统信道估计方法相比,该信道估计方法能取得更高的估计精度,且具有较低的实现复杂度。     

MIMO系统中应用张量分解进行半盲信道估计的算法分析

针对多输入多输出系统半盲信道估计问题,提出一种基于张量分解的半盲联合信号检测和信道估计算法。其思想是利用张量分解的唯一性,对接收信号构造基于张量分解的平行因子模型,并利用正则交替最小二乘算法对信道和发送信号进行联合迭代估计。仿真结果表明:与传统基于导频信道估计方法相比,所提算法只需少量的导频序列即可获得较高的信道估计精度;与已有的交替最小二乘算法相比,所提算法消除了矩阵求伪逆时可能带来的病态问题,收敛速度较快。文章还详细的分析了正则系数和收敛条件等参数对正则交替最小二乘算法性能的影响。      

一种水声通信Turbo均衡中的软迭代信道估计算法

 Turbo均衡技术是水声相干通信克服信道多径、消除码间干扰(ISI)的有效工具。Turbo均衡实际使用时需要对时变、多径信道进行良好的估计。为了提高信道估计的效果,该文基于时变横向滤波和相位旋转信道模型,提出一种水声通信Turbo均衡中的软迭代信道估计算法。该算法采用快速自优化最小均方算法得到各数据符号处的横向滤波器系数矢量并与二阶锁相环联合优化计算。通过仿真比较,该算法明显优于硬迭代信道估计算法,且相位估计性能优于其他文献中的软迭代信道估计算法。在海上试验中,水声通信距离5 km,方向近似垂直,接收阵起伏周期10 s,起伏幅度5 m左右,在此情况下进行数据采集。将该算法用于对海试数据的单通道Turbo均衡处理,实现无误码输出,验证了所提算法在软迭代信道相位估计方面的优势。     

The research on channel estimation and signal-noise ratio estimation based on minimum error entropy kalman filter for single carrier frequency domain equalization system

In this paper, the channel estimation and signal-to-noise ratio (SNR) estimation technique of single-carrier frequency domain equalization (SC-FDE) system under low SNR in aeronautical multipath channel are studied, a SNR estimation algorithm which is easy to implement in engineering and an improved LS channel estimation algorithm based on Kalman filter using minimum error entropy (MEE-KF) are proposed. This paper first introduces the SC-FDE system and introduces the principle of MEE-KF, and then, the channel estimation flow based on MEE-KF is obtained by combining it with the traditional LS channel estimation algorithm, which makes the estimation results perform better. Simulation results show that after getting more accurate noise variance, the channel estimation results can better follow the changes of the channel after MEE-KF processing, so as to resist the doppler frequency offset effect and make the channel estimation results more accurate, that is the channel response results of the data part can be closer to the real situation, so that the communication performance of SC-FDE system has also been greatly improved.     

Improved Frequency Domain Channel Estimation and Equalization for MIMO Wireless Communications

This paper introduces an improved frequency domain channel estimation method based on interpolation vectors for single carrier frequency domain equalization (SC-FDE) with the multiple-input multiple-output (MIMO) scheme. The proposed algorithm is derived by employing the least squares (LS) criterion, and a specified application for the wide sense stationary uncorrelated scattering (WSSUS) Rayleigh fading channel is presented. The channel frequency domain responses estimated at two adjacent pilot blocks are used to track the time-variant channel information, which can effectively improve the accuracy of channel estimation without significantly increasing complexity. Maximum mean square error (MMSE) frequency domain equalization based on the estimated channel is employed in the receiver to recover transmitted signals. This paper also investigates a training sequence design method for multiple transmit antennas and a noise variance estimation method. Numerical simulation results show that the proposed methods can perform very well for fading channels with long multipath delay and high Doppler spread.     

单载波频域均衡系统信道估计的粒子滤波方法

粒子滤波（Particle Filter, PF）是一种有效的参数估计方法。通过对单载波频域均衡（Single Carrier Frequency Domain Equalization, SC-FDE）系统数学模型和粒子滤波原理的分析,将时变信道建模成一阶AR过程,尝试把粒子滤波方法运用到单载波频域均衡系统基于UW的信道估计中去,并给出了算法详细步骤。然后,分别针对三种不同时变程度的信道进行了仿真,并在这三种信道下,分别与LS估计作了误码性能比较。结果表明,在时变条件下,基于粒子滤波的信道估计方法较之线性LS估计能获得良好的误码性能增益,且信道变化越缓慢,这种增益越明显。      

单载波频域均衡在地空高速数据链的应用

地空数据链的信道属于低仰角的多径信道,存在较严重的符号间干扰。正交频分复用(OFDM)是得到认可的有效抗多径方案,单载波频域均衡(SC-FDE)采用与OFDM相似的频域均衡方式,具有与OFDM相近的性能和复杂度,并克服了OFDM的一些不足。在比较SC-FDE和OFDM相似性、分析SC-FDE的信道估计与均衡基础上,提出了采用SC-FDE的地空高速数据链解调器结构,该结构在保留单载波处理的优点条件下实现高效的频域均衡。     

Frequency-Domain Channel Estimation for SC-FDE in UWB Communications

Recently, single-carrier block transmission with frequency-domain equalization (SC-FDE) has been shown to be a promising candidate for ultra-wideband (UWB) communications. In this paper, we address the channel estimation problem for SC-FDE transmission over UWB channels. A mean-square error (MSE) lower bound for the frequency-domain linear minimum mean-squared error (LMMSE) channel estimator is derived, and the optimal pilot sequence that achieves this lower bound is obtained. Further simplification leads to a frequency-domain channel estimator with reduced computational complexity. The performance of the simplified estimator for SC-FDE over UWB channels is evaluated and compared with that with perfect channel state information. The effects of nonoptimal and optimal pilot symbols are also investigated. Our results show that the proposed frequency-domain channel estimator performs well over UWB channels with only small performance degradation, compared with that with perfect channel estimation     

SC-FDE系统中信道估计和均衡算法的研究和实现

为了克服多径信道下码间串扰带来的影响,本文对SC-FDE系统中的信道估计和均衡算法进行研究。首先分析了DFT插值算法原理,提出采用格雷互补序列估计信道频率响应的方法,然后对MMSE均衡估计参数进行了详细推导,最后通过Matlab对均衡算法中时域滤波进行仿真验证,结果表明该方法能够有效滤除噪声,提升多径信道下系统接收性能,具有一定的应用价值。     

SC-FDE宽带航空数传接收机的设计与实现

为满足航空信道条件下的远距离宽带数据传输需求,基于单载波频域均衡传输(SC-FDE)体制,采用8 PSK调制体制进行了宽带数字接收机的设计,包括传输帧同步、载波同步、定时同步、信道估计和频域均衡.同时,为保证灵活应用的需求,采用数字内插的方式进行了可变传输速率设计.基于Xilinx现场可编程门阵列(FPGA)平台对硬件实现进行优化,最终实现了传输速率能够从112.5 Mbit/s覆盖到900 Mbit/s的数传接收机.仿真分析和硬件测试结果表明,该接收解调设备能够实现很好的性能指标,同时SC-FDE架构具备有效补偿多径传播影响的能力,适合应用于高动态无线宽带航空数据传输系统中.     

SC-FDE通信系统中关键技术的研究与实现

对基于SC-FDE的通信系统中的频域均衡,同步等关键技术进行了研究和探讨,然后在ADS仿真平台上进行了基于迫零(ZF)算法的SC-FDE通信系统的建模和仿真.仿真结果表明,经过SUI-3无线信道后的数据在经过基于迫零算法的频域均衡模块后可以得到很好的恢复.最后,在基于TMS320C6713的DSP开发平台上初步建立了一个SC-FDE系统,并在该系统中使用EDMA通道实现了音频数据的传输,证实了SC-FDE系统的硬件可实现性.