基于循环平稳的LOFDM系统双散射信道最大多普勒扩展盲估计

Strohmer T与Beaver S于2003年提出了适用于时频散射信道的网格正交频分复用(LOFDM,Lattice Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统,与传统OFDM系统相比该系统具有更高的频带种用率和更好的误码性能.LOFDM系统发送端需要自适应地调整信号的原形脉冲和其时频分布的参数与信道保持匹配,以尽可能地降低符号间干扰和载波间干扰的影响.最大多普勒扩展作为信道时变性的直接反映,是LOFDM系统自适应策略的重要参数之一.本文针对LOFDM系统的信号特性,提出了一种双散射信道条件下基于循环平稳的LOFDM系统最大多普勒扩展盲估计算法,克服了现有估计算法存在频谱效率浪费的不足.理论分析与计算机仿真表明:算法可在信道多径信息未知的情况下实现较大取值范围的多普勒扩展的有效估计,具有良好的归一化均方误差性能,且抗噪声能力较强、收敛速度较快.     

一种基于基扩展模型的OFDM频域快时变信道估计方法

现有的OFDM系统快时变信道估计方法均为时域估计方法,假定信道为整数倍采样信道,利用理想的等间隔均匀导频恢复信道时域响应函数,进而采用基扩展模型拟合并估计其时变特性。而实际的信道通常为非整数倍采样信道,频带内可用的导频也并非假定的理想模式。此时,恢复的信道时域响应出现能量泄漏,导致算法性能大大受限。本文提出一种频域快时变信道估计方法,利用信道频域时变传输函数辅助估计,从而估计得到信道频域响应矩阵。该方法在频域实现,性能不受信道时域响应能量泄露影响。仿真实验从误码率、均方误差两方面分别验证了该方法的有效性。     

基于时频子空间投影的LOFDM系统时域相关信道估计算法

Strohmer T与Beaver S于2003年提出了适用于时频散射信道的网格正交频分复用 (LOFDM, Lattice Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统,与传统OFDM系统相比该系统具有更高的频带利用率和更好的误码性能。LOFDM系统发送端需要自适应地调整信号的原形脉冲和其时频分布的参数,使之与信道保持匹配;而接收端则需要准确的信道估计以实现相干解调。本文针对LOFDM 系统由于其信号的时频交错特性接收端无法直接利用接收信号进行时域信道估计的问题,采用一种低复杂度的等效时频子空间投影方法有效分离奇偶子载波,并在此基础上提出了一种LOFDM系统频率选择性块衰落信道条件下的时域信道估计算法。同时还对系统存在的干扰进行了分析,推导得到LOFDM系统信道估计算法的Cramér-Rao理论下界。仿真表明:提出的LOFDM信道估计算法不仅具有较好的均方误差性能,而且近似达到理想信道估计的误符号率性能。      

一种新的MIMO-OFDM系统自适应快时变信道估计算法

为了能够获得较精确的快时变信道估计,利用模糊模型拟合快时变信道,提出了一种新的信道估计算法。算法采用自适应技术进行导频子载波频域传输函数模型参数的识别,然后通过插值拟合全部信道的频域传输函数。仿真结果表明,在系统多普勒频移小于0.1的情况下,信道估计的MSE性能得到改善。     

一种基于RLS自适应滤波跟踪的信道估计方法

对于快时变信道~([1]),基扩展模型(Basic Expansion Model,BEM)能很好地捕捉信道的时变特性,并能有效模拟信道的传输情况,进而常用于信道建模。本文提出了一种基于RLS自适应滤波跟踪的信道估计方法。自适应滤波器本身有一个重要的算法,即递归最小二乘(Recursive least squares,RLS)算法。文章利用RLS自适应滤波算法对BEM基系数g进行跟踪,并将其自适应的调整大小,然后对信道响应进行估计。为验证所提方法的性能,本文对所提算法与LS配合插值算法进行仿真对比。仿真结果表明,所提方法相较LS算法有很好的估计精度。     

LOFDM系统大载波频偏的盲估计算法

该文研究了网格正交频分复用(LOFDM)系统中大载波频偏的盲估计.在低信噪比及虚子载波存在的假设下,基于最大似然准则(ML)推导出LOFDM系统大载波频偏盲估计算法.该算法利用了信号的时变自相关函数特性,频偏估计的范围为所有子载波宽度.计算机仿真表明,该算法也适用于高信噪比条件下的载波频偏估计.与基于信号二阶循环平稳特性(CS)的盲载波频偏估计算法相比,提出算法的均方根误差(RMSE)性能在加性高斯白噪声(AWGN)信道和广义平稳非相干散射信道(WSSUS)条件下均有很大程度的改善.     

一种LOFDM系统定时和频偏的盲估计算法

基于网格正交频分复用(LOFDM)信号的周期平稳性,该文提出一种LOFDM系统定时和载波频率偏差的盲估计算法。理论分析和仿真实验证实由该算法构造的估计器能够有效地对抗频率选择性慢时变信道引起的衰落;在信道噪声广义平稳的情况下,估计器性能与信噪比无关,于是估计器在低信噪比条件下也能很好地工作;另外,符号定时和频率偏差估计器的性能互不影响。     

基于基扩展模型的UKF-RTSS高可靠鲁棒V2V信道估计

车联网应用场景对无线通信在带宽、时延、可靠性方面提出了更高的需求,特别是车辆对车辆(Vehicle to Vehicle, V2V)场景。针对V2V高速移动场景,时/频域选择性衰落(双选衰落)和非平稳特性给信道估计带来的技术挑战,该文提出了一种基于基扩展模型(Basis Expansion Model, BEM)的UKF-RTSS (Unscented Kalman Filter- Rauch-Tung-Striebel Smoother)信道估计方法。该方法采用BEM拟合快时变信道,将信道参数的估计转化为基函数系数的估计;通过无迹卡尔曼滤波(UKF),联合估计数据处信道冲激响应与时域自相关系数,用于追踪快时变的信道响应。为了进一步提升信道估计的精度,引入RTSS对后向信道状态信息进行信道估计和插值,与UKF构成了“滤波和平滑”结构的UKF-RTSS联合估计器。系统仿真分析表明,在不同速度的快时变条件下,所提方法相比其他经典方法具有更高的信道估计精度和鲁棒性,特别适用于车联网下的无线通信场景。     

快速时变信道下的OFDM信道估计方法

为解决正交频分复用(OFDM)系统在快速时变信道下引入的子载波间干扰(ICI)导致性能急剧下降的问题,提出一种基于带状矩阵的数据辅助型信道估计算法。通过分析由多普勒频偏引入的子载波间干扰矩阵,运用线性模型对信道冲击响应算法进行建模,对每个子载波设计带状补偿矩阵以最大程度消除ICI。数值仿真结果表明,该信道估计算法较最小均方误差(MMSE)算法复杂度大大减小,便于实现,满足快速时变信道下的估计精度需要。     

基于直接判决和导频跟踪的OFDM系统快时变信道估计

提出了一种基于直接判决的OFDM系统的快时变信道估计方法。采用了直接判决算法进行信道估计，并从中选择有效的估计结果，联合导频信号进行信道跟踪。将基于训练序列的信道估计结果作为直接判决算法的初始值，利用传输信号直接判决的统计特性进行了信道估计，并利用改进的导频算法进一步地跟踪信道在时间上的变化。Simulink仿真结果表明，该估计算法适用于时变信道，比基于导频的信道估计方法和基于训练序列的信道估计方法效果都要好。     

基于数据样本方差的正交频分复用水声通信多普勒频移估计方法

针对正交频分复用(OFDM)水声移动通信易受时变多普勒频移影响的缺点,该文提出一种基于数据样本方差的多普勒频移估计方法。利用前序符号的信道估计值恢复当前符号的有效数据序列及其频域分集副本,计算分集副本与数据序列的比值并搜索该比值序列在不同多普勒补偿因子下的方差,选取方差最小时对应的补偿因子作为多普勒频移估计值,利用稀疏贝叶斯学习和判决反馈信道估计算法获得修正后的信道频域响应并传递给后序符号,实现对多普勒频移的实时跟踪。数值仿真验证了该方法的可行性和优越性,海上试验证明,该方法实现了基于无人水下航行器的OFDM水声移动通信,能够对时变多普勒频移进行有效估计。     

Doppler Spread Estimation for Broadband Wireless OFDM Systems Over Rician Fading Channels

In this paper, we present a new Doppler spread estimation algorithm for broadband wireless orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems with fast time-varying and frequency-selective Rayleigh or Rician fading channels. The new algorithm is developed by analyzing the statistical properties of the power of the received OFDM signal in the time domain, thus it is not affected by the influence of frequency-domain inter-carrier interference (ICI) introduced by channel variation within one OFDM symbol. The operation of the algorithm doesn’t require the knowledge of fading channel coefficients, transmitted data, or signal-to-noise ratio (SNR) at the receiver. It is robust against additive noise, and can provide accurate Doppler spread estimation with SNR as low as 0 dB. Moreover, unlike existing algorithms, the proposed algorithm takes into account the inter-tap correlation of the discrete-time channel representation, as is the case in practical systems. Simulation results demonstrate that this new algorithm can accurately estimate a wide range of Doppler spread with low estimation latency and high computational efficiency.     

复杂环境下基于噪声匹配的最大多普勒频移估计

本文针对城市复杂信道环境下的最大多普勒频移估计需求,根据莱斯衰落信道中电平通过率(LCR)算法的理论推导,提出了一种基于噪声匹配的最大多普勒频移估计算法.所提算法通过对接收信号进行低通滤波处理,实现干扰噪声与多普勒检测器之间的匹配,从而有效提高最大多普勒频移的估计性能.而且基于莱斯衰落信道下最佳滤波比值的分析和推导,得...     

基于Watterson模型的短波航空移动信道建模与仿真

信道建模与仿真是短波航空通信系统性能分析评估的基础,该文通过分析研究飞行器最大移动速度、加速度、机动频率、运动轨迹等机动状态参数对短波航空移动信道时变多普勒频移的影响,提出一种基于Watter-son模型的短波航空移动信道模型.该模型能够充分描述由收发两端相对运动引入的信道多普勒频移与扩展,适用于短波超视距航空移动通信...     

Directive antenna diversity reception for an adaptive modulationsystem in land mobile communications

The Letter proposes a directive antenna diversity reception scheme for an adaptive modulation /TDMA/TDD system to achieve high quality, high bit rate and high spectral efficient data transmission even in high mobility land mobile communication environments. In mobile stations, a directive antenna diversity is applied to reduce the Doppler spread equally in each branch. At each branch, the offset frequency (f_off ) and f_off-cancelled fading variation are estimated to improve the accuracy of the propagation path characteristic estimation even in high maximum Doppler frequency (f_d) environments. Computer simulation confirms that the proposed scheme can achieve successful variable rate transmission in fast fading environments     

Doppler-rate estimation for burst digital transmission

We propose a new algorithm for Doppler rate estimation in burst-mode phase shift keying (PSK) transmissions. This issue may arise in mobile radio links when the received signal experiences significant time-varying Doppler distortion, as in low-earth-orbit satellite systems. The algorithm is based on the transmission of a training sequence and has a feedforward structure that is easy to implement in digital form. Its estimation accuracy is close to the Cramer-Rao bound even at SNR values as low as 0 dB. Comparisons with earlier methods are discussed     

基于BEM的时变信道估计改进算法

针对参数未知、存在大多普勒频移的时变信道情况,介绍了与之相适应的BEM模型,分析了2种适用于估计BEM模型加权系数的算法,即LS算法和基于迭代的BLUE算法。LS算法简单快捷,其性能不如BLUE算法;BLUE算法因迭代初始值精度不高,在低信噪比时同样存在估计性能差的缺点。提出一种基于BEM模型的时变信道参数估计改进算法,将LS的估计结果作为BLUE的初始迭代值估计BEM模型系数,从而得到更精确的时变信道参数。在典型的时变信道下,以OFDM传输系统为例,对传统BLUE算法和改进后的BLUE算法进行了对比仿真分析。分析结果表明,在低信噪比条件下,相同迭代次数时,改进后的BLUE算法优于传统BLUE算法。     

瑞利信道下的自适应MLSE算法

由于在数字移动通信中要考虑多径和多普勒频移的影响,建立了瑞利时变衰落信道模型,并使用最大似然序列检测算法实现均衡.它的基本思想是在MLSE算法中插入信道估计算法,不断跟踪实时信道变化并及时更新.为降低复杂度,研究了传统的自适应MLSE算法和运幸存MLSE两种经典算法,仿真表明,当多普勒频移较小时,两种算法有相近的性能,...     

高速移动通信系统中OTFS信道估计算法研究

针对高速移动环境中双色散信道会出现信道估计可靠性下降的问题,该文在正交时频空(OTFS)调制系统的输入-输出模型中提出一种基于压缩感知的信道估计算法。该算法利用信道中最大多普勒频移和最大时延确定导频发送矩阵的大小,相比传统的正交匹配追踪(OMP)信道估计算法,能够在保证相似信道估计准确度的情况下节省导频资源;并在此基础上,对OTFS调制符号做相位旋转,增加差分矩阵的秩,理论分析和仿真结果表明,该方案能够提升OTFS系统的分集阶数进而降低噪声的干扰。