MIMO-OFDM系统信号检测中几种非线性算法的比较

凭借性能优势,MIMO-OFDM成为未来无线通讯的核心技术,其检测算法有多种,但非线性算法最易于实际应用。在不同情况下,结合分集增益与复用增益,比较了几种非线性检测算法的性能。仿真结果表明,MIMO-OFDM系统不但要尽可能降低误码率,还应提供更高的数据吞吐量,在分集增益和复用增益间获得权衡。     

一种基于空时分组编码的MIMO-OFDM系统接收空间分集方案

文献[1]提出了一种使用正交设计的单输入多输出正交频分复用(SIMO-OFDM)系统的空间分集接收结构,目的是为了减少接收端DFT块的数目以降低系统复杂度和减少功率消耗。由于在线性处理过程中噪声叠加的影响,造成了一定的性能损失。本文提出了一种基于空时分组编码的多输入多输出OFDM(MIMO-OFDM)系统空间分集接收方案,通过在文献[1]提出的分集结构中引入使用空时分组编码的发射分集,弥补了因减少DFT块数目而造成的性能损失。本文对使用空时分组编码后的处理过程进行了推导,并对使用空时编码前后的系统性能进行了仿真和比较。     

基于子空间的MIMO-OFDM系统信道盲估计研究

为了降低算法的复杂度,提高现有MIMO-OFDM系统信道估计算法的性能,首先给出了一种信道模型,并在此信道模型的基础上提出了一种改进型基于子空间方法的盲信道估计算法。该算法基于子空间分解技术,利用信号子空间和噪声子空间的正交性将两者分离,通过补零内插技术得到其他子载波位置的信道估计结果,在估计过程中并不需要任何信道统计信息。仿真结果表明：该算法具有收敛速度快,估计精度高等优点。     

MIMO-OFDM系统中信道盲估计与检测

针对MIMO-OFDM系统,提出了一种基于子空间的盲信道估计与检测方案,该算法将阵列信号处理的思想应用到MIMO-OFDM系统中,通过发送端信号的冗余编码,利用一种类ESPRIT算法进行盲信号检测和信道估计。仿真结果表明该算法的有效性及其信道盲估计方法的性能。     

基于信道反馈的MIMO-OFDM系统多用户分集研究

利用包含信道质量的反馈信息,多用户分集能显著提高无线通信系统的性能。然而,在多载波多天线(MIMO-OFDM)的架构下, 反馈所有用户的所有信道质量信息(CQI)将占据大量的无线资源,从而降低了频谱效率,因此各种有限信道反馈算法被提出来减少系统的反馈开销。该文主要研究了基于两种典型的有限信道反馈的多用户分集增益,并与理想反馈进行了对比。系统平均频谱效率数学表达式的推导考虑了可选调制方式有限的特性,更符合实际。仿真用于评估各种反馈算法下的多用户分集性能,其结果与理论分析相当匹配。并且只要恰当地选取反馈参数,有限信道反馈算法可以在不损失多用户分集增益的前提下,极大的降低反馈开销,这为设计实际系统的信道反馈提供了参考。     

分布式MIMO-OFDM系统的同步捕获算法

该文提出了一种分布式多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统初始信号检测和同步捕获算法。该算法设计了导频符号,采用谱分析方法实现可靠的初始信号检测、粗定时和粗频偏估计,并在快速傅里叶变换(FFT)之后进行精确地频偏和定时估计。仿真结果表明,该算法在低信噪比多径瑞利信道条件下具有很好的性能。     

SFBC MIMO-OFDM系统中基于循环移位和盲检测的低复杂度SLM算法

为了降低空频分组编码的多输入多输出正交频分复用(Space Frequency Block Coding Multiple Input Multiple Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing,SFBC MIMO-OFDM)系统中传统选择性映射(Selected Mapping,SLM)算法的计算复杂度,本文提出了结合时域信号的循环移位和等效SFBC编码来产生更多具有不同峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)的备选序列的方法.接收端通过比较反向旋转序列与最近星座点的距离来恢复出循环移位因子和相位旋转因子,从而实现接收信号的盲检测.仿真结果表明,本文提出方法能有效地抑制SFBC MIMO-OFDM系统的PAPR.另外,本文提出方法明显降低了传统SLM算法的计算复杂度,而且可以获得与传统SLM算法在已知边带副信息情况下相似的比特误码率(Bit Error Rate,BER)性能.     

OFDM与MIMO-OFDM系统中PAPR问题研究

正交频分复用(OFDM)和MIMO-OFDM技术都存在高峰均比的问题,大多数方法都是把降低OFDM峰均比的方法直接使用MIMO-OFDM系统,但在与MIMO-OFDM系统的匹配上存在较大问题。分析了OFDM和MIMO-OFDM的系统模型及PAPR,从理论上分析了OFDM和MIMO-OFDM两系统的关系,给出了在MIMO-OFDM系统中降低PAPR需要注意的问题,为OFDM和MIMO-OFDM系统的技术实用化做好理论基础。     

MIMO-OFDM系统基于导频信道估计算法研究

介绍MIMO-OFDM系统,文章着重介绍分析了MIMO-OFDM系统的各种信道估计技术,通过对LS,MMSE,基于DFT的信道估计算法的仿真,得到三种算法的性能对比图。仿真结果显示LS性能虽不及其他两种估计算法,但是复杂度最低;MMSE性能较好,复杂度却高;DFT信道估计算法性能比LS好,复杂度也较低。     

MIMO-OFDM系统中的信道估计算法

本文对MIMO—OFDM系统中的信道估计技术进行了介绍,根据是否使用训练序列,信道估计可以分为导频辅助信道估计、盲信道估计及半盲信道估计,本文分别对已有的信道估计算法进行了综述,并对一种已有的基于m序列的时域信道估计方法进行了改进。     

基于MIMO-OFDM系统的盲源分离算法研究

为了实现使用OFDM调制的MIMO系统的盲源分离问题,提出了在接收端使用Nyquist频率对接收到的信号进行采样的,从而将原始的MIMO-OFDM系统盲源分离问题转变为N组的独立分量分离的问题.通过将FastICA算法扩展到复数域,在频域中对每一组相同子载波上的信号进行独立分量分析,最终实现信号的盲分离.仿真实验获得的结果证实了该方案具有良好的恢复效果,且算法收敛的迭代次数只需要8～10次.     

MIMO-OFDM detection based on Monte Carlo probabilistic data association

This article proposes a spatial multiplexing and diversity joint transmit structure for multiple input multiple output (MIMO)- orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system.The structure uses space-frequency block coding (SFBC) over all its spatial multiplexing layers to obtain both space diversity and frequency diversity gain.The article derives a monte carlo probabilistic data association (PDA) detector to obtain a better bit error rate (BER) performance when compared to the generic PDA detector.Computer simulation results show that the proposed detector can reduce the inter-symbol interference (ISI) greatly, improve the system performance significantly, and lower the computation complexity to a proper lever.     

基于FPGA的MIMO-OFDM基带系统发射机的设计

介绍了多入多出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统,并分析了其发射机的实现原理。充分利用Altera公司Stratix系列现场可编程门阵列(FPGA)芯片和IP(知识产权)核,提出了一种切实可行的MIMO-OFDM基带系统发射机的FPGA实现方法。重点论述了适合于FPGA实现的对角空时分层编码(D-BLAST)的方法和实现原理以及各个主要模块的工作原理。并给出了其在ModelSim环境下的仿真结果。结果表明,本设计具有设计简单、快速、高效和实时性好等特点。     

Blind equalization in spatial multiplexing MIMO-OFDM systems based on vector CMA and decorrelation criteria

In this paper we address the problem of blind recovery of multiple OFDM data streams in a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) system. We propose an equalization algorithm which is based on a combined criterion designed to cancel both inter-symbol interference (ISI) and co-channel interference (CCI). ISI is minimized by using a modified Vector Constant Modulus criterion while CCI is minimized by a decorrelation criterion. We establish conditions for the existence of the stable minima corresponding to the zero forcing receiver which performs the joint blind equalization and the co-channel signal cancellation. The local convergence properties of the algorithm are proved under the assumption that the balance parameter weighting the two criteria is set appropriately. We also provide the optimal value for this parameter. Reliable performance is achieved with relatively fast convergence and small steady-state error. The implementation of the blind equalizer requires low-computational cost, without any matrix inversions or other expensive operations.     

一种基于多级分解的空时多用户检测方法

本文基于广义旁瓣相消结构和对维纳滤波器进行多级分解方法，提出一种多用户检测器。因为多级分解方法只需估计互相关矢量和标量的自相关，而不涉及数据协方差矩阵的估计和其求逆运算，所以这种多用户检测器具有较低运算复杂度。模拟实验结果表明，在加性白高斯和频率非选择性单径瑞利衰落信道下，该多用户检测器具有较强的干扰抑制性能。     

直接序列扩频信号的盲检测

本文将时域相关检测法,循环谱检测法,倒谱检测法和高阶累积量检测法四种方法应用于直接序列扩频信号(DSSS)的盲检测,给出了具体的实现方法,并通过仿真实验进行验证比较,结果表明,时域相关法和循环谱法并不适用于低信噪比情况下信号的盲检测,相对于高阶累积量法,倒谱法在实时性方面有较大优势,有较好的发展前景。     

基于奇异值分解的多卫星信号盲检测

针对非合作低信噪比环境下的卫星通信信号检测问题,在信号子空间维数估计的基础上,提出了一种基于奇异值分解的多卫星信号盲检测方法。该方法充分利用奇异值与特征值之间的关系,设计检测统计量将多个信号能量集中起来进行考虑,以适应更低的信噪比,并从理论上对检测性能进行了推导分析。仿真结果表明,该方法简单高效,针对不同的卫星信号,在虚警概率小于1%、信噪比为-11 dB时,盲检测概率均可达90%以上;同时能够在低信噪比环境下适应多信号环境,且其计算量相对特征值方法减少了一个数量级,更适合应用在星载设备上。     

基于YOLOX的跳频信号检测

现有跳频信号检测算法大多针对固定参数的跳频信号检测,而面对可变参数的跳频信号检测时,其每跳时长及带宽的不确定性导致这些算法的适用性下降。为此,提出了一种基于YOLOX的跳频信号检测算法。该算法适用于固定参数跳频信号和可变参数跳频信号,判断跳频信号的存在性。首先将观测时间内的信号进行短时傅里叶变换获得灰度时频谱图;然后将时频谱图经过目标检测网络YOLOX,获得各个信号的预测框;最后根据跳频信号各跳点的时间连续性,筛选出跳频信号各个跳点,根据连续跳点个数判断跳频信号的存在性。对算法的检测流程进行了仿真,以验证算法的可行性。实验结果表明,该算法可以较好地完成盲检测任务,且能够通过增加较少的先验信息以提高检测性能。     

基于场景的红外成像系统盲元检测及校正

根据盲元的响应特性,给出了无需依赖黑体辐射定标的、基于时域平均野值提取的盲元检测算法,然后又提出了基于相关像素加权插值的盲元校正算法。详细探讨了盲元检测过程中阈值的设置方法,研究了参与加权估计盲元灰度值的像素数目对估计误差的影响。最后通过仿真实验对检测算法的准确性及校正算法的有效性进行了验证,实验结果表明:本文提出的检测算法结果准确,误检测率低。校正算法校正效果好,结果图像的RMSE低于两种常用校正算法。