基于导频的OFDM无线通信信道估计算法

信道估计是无线正交频分复用(OFDM)通信中的重要环节,直接影响OFDM通信的均衡效果和动态数据流分配.在最小二乘法(LS)信道估计算法的基础上提出了一种改进的信道估计算法,该算法在两个导频符号之间,利用前一个符号估计得到的信道频率响应来均衡下一个符号的信道频率响应,在两个导频符号之间形成一个判决反馈回路.这种算法不仅改善了LS信号估计算法单纯的线性关系,而且避免了误差扩散.实验结果表明,该算法计算简单,大大提高了系统的传输效率.     

一种新的基于训练序列的MIMO-OFDM信道估计方法

为了实现MIMO-OFDM(多输入多输出—正交频分复用)系统的相干检测,提出一种新的基于训练序列的信道估计方法。详细阐述了算法的估计准则和训练序列的构造方法。利用训练序列良好的相关特性简便、精确估计出信道的频域响应及其冲激响应。通过理论分析和计算机仿真说明,新的算法对比最佳训练序列的LS(最小二乘法)时域估计方法,具有同样的估计精度,同时避免复杂的矩阵求逆运算,使计算复杂度进一步降低。     

新的基于训练序列的MIMO-OFDM时域信道估计方法

为了实现多输入多输出—正交频分复用系统的相干检测,提出一种新的基于训练序列的信道估计方法。将使用的训练序列在时间上呈现正交性,同时利用训练序列本身良好的相关特性简便、精确估计出信道的冲激响应。通过理论分析和计算机仿真证明,新的算法对比最佳训练序列的LS(最小二乘法)时域估计方法,在具有同样估计精度的同时,避免了复杂的矩阵求逆运算,使计算复杂度进一步降低。     

基于最小二乘的UWB信道盲估计算法

针对超宽带系统的离散信道模型,利用接收信号的一阶统计量,提出一种基于最小二乘（LS）的盲信道估计算法。利用接收信号的循环卷积特性,在一个符号间隔内建立模型,最后利用LS算法求解。仿真表明,该算法与基于导频序列的ML估计方法和LS估计方法相比,均方误差（MSE）性能相差不大,但计算复杂度明显降低,同时提高了系统传输效率。     

基于压缩感知的OQAM/OFDM系统POP方法信道估计

针对偏移正交幅度调制的正交频分复用(OQAM/OFDM)系统中成对训练序列(POP)法信道估计技术性能较差且受噪声影响较大的问题,提出了一种基于压缩感知(CS)的POP信道估计方法.该方法将压缩感知技术应用于POP法信道估计之中,将传统的频域信道估计方法转化为时域信道估计方法,通过压缩感知技术准确地重构出时域信道信息,减少导频开销,提高频谱利用率,得到更好的信道估计性能.与传统的OQAM/OFDM系统的信道估计方法进行比较,仿真结果表明,所提的方法能够在使用较少的导频符号的同时得到更高的系统性能和信道估计精度.     

基于弱能量并行训练序列的OFDM信道估计

研究获得OFDM信道的信道状态信息,提高信道的传输性能,针对快速信道传输中提高传输率,提出了一种基于弱能量并行训练序列的信道估计算法,算法中训练序列直接叠加到发送的信息数据上,在接收端利用并行训练序列来进行信道估计.仿真结果显示,所提算法的性能与基于导频的LS、MMSE算法性能相当,且在低信噪比时稍优于LS算法.采用m序列、ZCZ序列和最优周期训练序列时都能达到很好的BER信道估计性能,可选择的训练序列的范围更广,并进行仿真.结果表明,算法提高了信道传输性能,计算复杂度低,并具有很好的灵活性,对无线通信系统有效,为系统设计提供了依据.     

OFDM稀疏信道估计中改进的OMP算法

针对传统的最小二乘（LS）算法需要导频数多而估计精度不高、正交匹配追踪（OMP）算法估计效果好但计算复杂度高的缺点,从硬件实现的角度出发,提出一种基于动态门限的OM P信道估计算法,对OFDM 的信道响应进行估计。该算法可减少OM P算法寻找匹配向量时向量运算的次数。仿真结果表明,与LS算法相比,该算法使用较少的导频,获得了很好的信道估计性能;与OM P算法相比,该算法显著减少了计算复杂度和运算时间。     

MIMO-OFDM中的一种最优导频设计算法

从系统设计角度研究了MIMO-OFDM系统的信道估计方法,提出一种基于空频域的最优导频设计算法。该算法适用于快速时变和频率选择性衰落信道,在基于LS准则的信道估计算法中无需矩阵求逆运算,大大降低了复杂性。通过计算机仿真证明该算法在空频编码的信道估计中具有最小MSE性能。     

双衰落信道下OFDM信噪比估计算法

基于最小均方误差方法,在双衰落信道下,提出利用周期PN序列作为导频的信噪比(SNR)估计算法。在导频2侧插入保护间隔降低子载波间干扰对导频的影响,在时域进行相关运算消除噪声干扰,从而得到较精确的信道参数。仿真结果表明,该算法能较准确估计SNR,且可通过改变周期PN序列满足不同信道环境下的性能要求。     

基于压缩感知的稀疏信道估计方法

针对OFDM系统中传统最小二乘(LS)信道估计方法需要大量导频估计精度却不高的问题,提出基于压缩采样匹配追踪(CoSaMP)的压缩感知信道估计新方法.利用发送信号,接收信号和信道的频城关系建立基于压缩感知的数学模型,再采用CoSaMP算法对信道进行重构.仿真结果表明,与LS算法相比,基于CoSaMP的压缩信道估计方法能利用少量的导频信号达到与之相比拟的信道估计性能,提高了频谱利用率;与现有压缩感知信道估计算法(基追踪(BP)与正交匹配追踪(OMP)相比,在使用相同导频数目条件下,具有更好的信道估计性能和更低的计算复杂度.     

MIMO-OFDM系统中一种基于均方误差估计的最优导频设计

在MIMO-OFDM系统信道估计算法中,基于频域的最小二乘法在保证一定误差性能的条件下具有较低的系统实现复杂度,但其误差性能并非最佳。在比较多种导频辅助算法后,从接收端任意天线出发,设计了一种改善信道估计性能、减小算法复杂度的新导频结构。该导频序列中相位是相互正交且均匀分布的。而且与已有研究结果中导频矩阵设计采用实部加虚部的形式不同,文中的导频矩阵元素为实数或纯虚数,从而可以有效减小运算的复杂度。理论推导证明,新提出的导频结构是最佳的,均方误差最小。仿真结果显示,新提出的算法在不增加复杂度的基础上,具有比传统的最小二乘法更小的均方误差,并随着信噪比的增大越加明显;该算法比传统的最小二乘法系统误符号率小很多;随着子载波数的增加,在大信噪比的情况下,新提出的算法性能更为优越。     

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。     

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。     

基于信道估计的SC-FDMA自适应传输方案

由于SC-FDMA的峰均功率比（PAPR）比OFDMA低,因而被应用于3GPP LTE上行链路。论文分析了SC-FDMA传输系统的数学模型,介绍了基于导频的SC-FDMA系统最小二乘（LS）和线性最小均方误差（LMMSE）信道估计算法。在比较该系统集中式和分布式两种子载波映射方式在高低速不同移动环境下传输性能的基础上,提出了一种基于信道估计的SC-FDMA系统自适应传输方案。经仿真证实该方案比单纯采用一种子载波映射的方法性能更加优越,在相同的误码率情况下,能够节省大概3dB左右的信噪比。     

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。     

改进的基于DFT的OFDM系统信道估计算法

在正交频分复用（OFDM）系统中,针对常用的信道估计算法不能有效地抑制信道冲激响应中循环前缀长度内噪声的不足,提出了一种改进的基于离散傅里叶变换（DFT）的信道估计算法。该算法是一个多次迭代的过程,通过最小二乘算法获得导频位置处的信道频域响应,经过逆傅里叶变换后,利用时域内引入的能量增长速率函数来判断信道冲激响应分布情况,以便对其进行消噪处理,最后通过多次迭代进一步抑制子载波间干扰和加性高斯白噪声。仿真结果表明,无论在多普勒频移较小还是较大的情况下,该算法的估计性能均优于最小二乘（LS）信道估计算法、传统基于DFT的信道估计算法和基于阈值的信道估计算法。在系统误比特率为[10-2]时,改进的基于DFT的信道估计算法比其他算法有3~5 dB的性能增益。     

基于滑窗滤波和多项式拟合的时变信道估计方法

基于长期演进（LTE）的车辆到一切（LTE-V2X）标准沿用LTE标准的帧格式,并采用块状导频辅助的单载波频分多址（SC-FDMA）系统完成信道估计。然而,由于V2X信道的时变特性,接收机信道估计面对巨大的技术挑战。因此,设计了一种基于滑窗滤波和多项式拟合的时变信道估计方法。针对导频符号处的噪声问题,在最小二乘（LS）方法基础上,采用了自适应长度的滑动窗口滤波进行降噪处理,从而保证导频符号处的信道估计精度。另外,根据多普勒频移大小,设计了自适应阶次的多项式拟合方法来跟踪数据符号处的信道变化。仿真结果表明,所提方法在LS方法的基础上有良好的去噪效果,在低速移动情况下的估计精度介于LS方法和线性最小均方误差（LMMSE）方法之间,而该方法在高速移动条件下能更好地拟合信道的时变特性,且性能上超过了LMMSE方法结合线性插值的信道估计方法。以上结果说明,所提方法相对于对比方法具有更好的自适应性,适用于不同的信道噪声和终端移动速度下的LTE-V2X通信场景。     

基于正则总体最小二乘准则的OFDM系统信道估计算法

基于导频的最小二乘(LS)估计方法的优点是结构简单,容易实现,但对噪声和干扰敏感。通过对OFDM系统中由于信道的时变性产生的载波间干扰进行了分析,在此基础上提出正则总体最小二乘(TLS)信道估计算法。根据Tikhonov正则化原理,导出了总体最小二乘正则化解法的计算公式。与一般的LS信道估计相比,TLS方法同时考虑了信道噪声和信道时变特性,所以该算法不仅在一般的信道条件下具有良好的性能而且也适合快变信道条件下的OFDM系统。仿真结果表明,该算法具有很好的均方误差和误比特率性能。