基于阈值方法的OFDM系统信道估计设计

结合中国移动多媒体广播系统(CMMB)帧结构、调制及其传输信道的特征,分析维纳插值算法,并且提出阈值信道估计算法及其硬件实现结构,从而降低信道估计模块的硬件功耗.     

一种通用无线衰落信道仿真器的设计与实现

介绍了一种典型瑞利衰落信道的仿真模型,给出了该仿真器的软件以及硬件结构的设计方案,并详细阐述了实现的方法.实验证明:该仿真器可灵活改变信道参数,能够满足多种测试环境的需要.     

DVB-T中非自适应和自适应信道估计算法的实现

信道估计的精确性对整个DVB-T接收系统的性能提高至关重要.在现有信道估计的算法中,线性估计和多项式估计不适用于环境恶劣的信道;FFT和IFFT估计实现代价太大;盲反卷积估计需要预先知道信道的统计参数,而信道统计参数的获得需要额外的代价;经典Wiener估计不仅需要获得信道的统计参数,而且需要对矩阵进行求逆,这就大大增加了算法的计算量.本文提出了两种信道估计的算法--二维FIR信道估计和二维自适应Wiener信道估计,这两种方法不需要预先知道信道的统计参数信息,不仅减少了运算复杂性,而且在实际中具有很好的性能.     

软件无线电信道化发射机及其FPGA实现

首先建立了信道化软件无线电发射机数学模型,并对该模型进行了算法优化,在对现行的硬件实现方案比较分析后,提出了用FPGA(现场可编程门阵列)实现该发射机结构的简单有效方法,用Altera公司的仿真软件QUARTUSⅡ4.0和IP Core对其实现进行了仿真,比较发现该仿真结果与MATLAB给出的理论仿真结果一致.这种信道化发射机能同时发射整个处理带宽内所有信道上的信号,具有很高的运算效率,且结构简单,可行性强.     

基于相关统计建模的实时MIMO信道模拟器设计

多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output,MIMO)信道的空间相关性极大程度上影响着MIMO系统的性能.基于相关统计建模的空间相关性MIMO信道模型,通过合理的软硬件划分,设计了一种高资源利用率的MIMO信道实时模拟方案,实现了实时MIMO信道模拟器.针对3GPP标准MIMO信道模型进行模拟,硬件模拟结果统计分析表明本方案模拟的MIMO信道特征能够与理论特征很好地吻合,具有良好的模拟精度.可扩展的信道模拟方案能够直接扩展到支持更多天线数目的MIMO信道的实时模拟.     

数字信道化的级联设计

在宽带信号侦察中数字信道化是一个极其重要的环节。当侦察的信号带宽非常宽,需要的数字信道化个数很大时,用一级信道化实现非常困难。其中,大点数、高速率的DFT设计和硬件实现是一个最突出的难点。针对这个问题,提出了一种数字信道化的级联实现结构,把实信号的数字信道化与复信号的数字信道化级联起来,能够大大降低设计难度,并且这种基于模块化的设计便于工程实现。仿真结果证明,这种方法能够有效实现实信号的无盲区、抗混叠的频谱恢复。     

基于信道缩短的超宽带信道盲估计方法

在基于一阶统计量解圆周卷积的超宽带信道盲估计方法中,存在着要求信道长度必须小于符号周期长度的局限性.使用信道缩短技术,对实际信道的长度进行缩短,估计出缩短信道后再恢复成实际的超宽带信道,有效地解决了这个问题.仿真实验表明,在信道长度大于符号周期长度时,仍然能很好地估计出信道.     

基于数字信道化的跳频信号频率测量研究

跳频通信与数字信道化接收机技术应用广泛,基于数字信道化接收原理,介绍了跳频信号测量在存在信道模糊时信号所在真实信道的判决。仿真结果也证明了这种结构原理的简便及有效。     

随机射线方法研究无线电波多径传播特性

把无线电波的物理传播环境建模为随机网格信道,使用最大熵原理得到发生k次反射随机射线在二维传播空间的概率分布.使用随机桥过程产生基本随机变量,以自由布朗桥过程和自由Langevin桥过程为例研究其统计特性,发现基本随机变量服从Rayleigh分布或者x分布随机变量之和的分布.由基本随机变量得到描述无线信道特征参量(包括多径分量的到达时延,幅度增益绝对值和相位等)的表达式.对一个障碍物完全随机分布的二维传播环境的信道特性使用随机射线方法进行仿真分析,得到无线信道的一些特征参量的统计规律,结果与经典的信道特性一致,验证了随机射线方法的有效性.     

数字电路倍增设备中控制信道处理器的实现方案

介绍了由控制信道处理器处理的控制消息的结构及传输协议，给出了控制信道处理器的硬件与软件的设计方案和测试结果。     

基于BEM的非平稳双选信道估计方法

面向高速环境下的无线通信系统,针对高速信道的双选衰落和非平稳特性,提出一种基于基扩展模型（Basis Expansion Model,BEM）的贝叶斯滤波的信道估计方法.针对双选衰落特性,采用BEM信道模型,降低估计复杂度,消除子载波间干扰;针对非平稳特性,提出一种基于贝叶斯滤波的联合估计信道冲激响应与时变的时域自相关系数的信道估计方法.仿真分析表明,所提方法相较最小二乘法等传统方法在高速环境下能够提升估计精度和误码率性能.本方法特别适用于高速铁路的无线通信系统.     

时变多普勒衰落信道硬件模拟的FPGA实现

针对不同散射环境下衰落信道具有不同的多普勒功率谱形状,提出了一种改进的复谐波叠加模型用于时变多普勒衰落信道的模拟,仿真分析了该方法输出信道衰落的幅值及相位连续性,并据此设计了基于FPGA硬件平台的时变多普勒衰落信道模拟器。硬件实测结果表明,该模拟器输出的时变多普勒功率谱与理论仿真非常吻合,可用于实际中多普勒功率谱实时变化场景的模拟。     

基于多符号检测的连续相位频移键控信号定时同步方法

连续相位频移键控(CPFSK)作为遥测体制标准被广泛采纳。多符号检测(MSD)技术能够降低CPFSK信号的解调门限,这要求CPFSK定时同步方法能够在更低的信噪比条件下正常工作。针对现有的CPFSK定时同步方法在低信噪比下同步困难的问题,该文提出一种基于MSD的CPFSK定时同步方法,且适应可变符号速率CPFSK信号接收。数值仿真结果表明,在E_b/N₀为0 dB,符号速率为2 Mbps的情况下,该方法的误比特率性能比传统单符号间隔似然检测同步方法提高2 dB;与MSD迟早门时延同步方法性能相近,但消耗的硬件资源不及后者的40%。原理样机实测结果验证了数值仿真和资源评估的正确性。     

基于SAMP重构算法的OFDM系统稀疏信道估计方法

为了提高OFDM系统稀疏信道估计的精度和减少导频子载波的数目,本文将OFDM系统频率选择衰落信道时域稀疏冲激响应的参数估计问题转化为压缩感知理论中在稀疏度未知及存在噪声干扰情形下复数稀疏信号的重构问题,提出了分别基于基追踪降噪（BPDN）和稀疏度自适应匹配追踪（SAMP）的两种OFDM系统稀疏信道估计方法。在导频数和信噪比均相同的情形,与传统的最小二乘法（LS）、匹配追踪-最小二乘法（MP-LS）的信道估计方法相比,仿真结果表明所提出的两种方法无须将信道的稀疏度作为先验知识,并具有归一化均方误差小和误比特率低的优点。在所提出的两种方法中,基于SAMP的方法比基于BPDN的方法具有运行速度快、性能更接近Cramer-Rao界的优点,且导频子载波仅为系统子载波的12.5%,信噪比约大于10dB时,采用基于SAMP的方法在信道稀疏度未知的情形也能获得满足实际应用的误比特率。      

OFDM-UWB系统的自适应联合信道估计算法

提出了一种新的MB-OFDM-UWB自适应联合信道估计算法,该算法首先对基于DFT的信道估计算法进行改进,使其能自适应的调整滤波窗口的大小。然后利用改进后的算法与梳状导频估计相结合。算法的优点在于能根据不同的信道的统计特征,自适应调整滤波器窗口的大小,从而减少了噪声对信道估计的影响,并保留了梳状导频估计能快速跟踪信道变化的特性。仿真结果表明,该算法能很好地适用于UWB室内信道。     

Effects of imperfect channel sensing and estimation on the performance of cognitive radio systems

In realistic scenarios of cognitive radio (CR) systems, imperfect channel sensing may occur due to false alarms and miss detections. Channel estimation between the secondary user transmitter and another secondary user receiver is another challenge in CR systems, especially for frequency‐selective fading channels. In this context, this paper presents a study of the effects of imperfect channel sensing and channel estimation on the performance of CR systems. In particular, different methods of channel estimation are analyzed under channel sensing imperfections. Initially, a CR system model with channel sensing errors is described. Then, the expectation maximization (EM) algorithm is implemented in order to learn the channel fading coefficients. By exploiting the pilot symbols and the detected symbols at the secondary user receiver, we can estimate the channel coefficients. We further compare the proposed EM estimation algorithm with different estimation algorithms such as the least squares (LS) and linear minimum mean square error (LMMSE). The expressions of channel estimates and mean squared errors (MSE) are determined, and their dependencies on channel sensing uncertainty are investigated. Finally, to reduce the complexity of EM algorithm, a sub‐optimal algorithm is also proposed. The obtained results show that the proposed sub‐optimal algorithm provides a comparable bit error rate (BER) performance with that of the optimal one yet with less computational complexity.     

面向5G/6G大规模MIMO信道实时模拟研究

针对FPGA平台模拟大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)信道存在资源消耗大及实时性差的问题,基于谐波叠加结构的非平稳MIMO 离散信道模型,提出了一种高效的迭代算法,实时产生多支路复指数信号。引入定点化误差补偿算法和时分复用结构,保证了输出信道衰落的精度并优化了硬件资源消耗。采用所提方法实现单通道信道衰落的模拟,与传统LUT 方法和CORDIC 方法相比,资源消耗率分别降低了6.64%和3.4%。将所提算法应用于3GPP标准扩展车载A(Extended Vehicular A model, EVA)信道场景,实测结果表明,信道输出的统计特性如时延功率谱和多普勒功率谱密度与理论结果吻合。经分析和验证,所提算法可用于大规模信道实时模拟研究、验证等领域。     

低热梯度导向的三维FPGA互连通道网络架构研究

该文针对3维FPGA (3D FPGA)芯片存在的散热问题,提出具有低热梯度特征的互连网络通道结构,力图解决传统FPGA匀称互连通道设计在芯片堆叠实现上产生的温度非平衡现象。该文建立了3D FPGA的热阻网络模型;对不同类型的通道线对3D FPGA的热分布影响进行了理论分析和热仿真;提出了垂直方向通道网络非均匀分布的3D FPGA通道结构,实验表明,与给定传统FPGA互连通道结构相比,采用所提方法实现的3D FPGA设计架构能够降低76.8%的层间最高温度梯度,10.4%的层内温度梯度。     

基于广义判决分析的图像拼接检测最优类色度通道设计方法

针对图像拼接检测问题,该文提出一种基于广义判决分析(GDA)的最优类色度通道设计方法。将最优类色度通道的设计建模为一个以GDA识别力为目标函数,以类色度通道参数范围为约束条件的最优化问题,通过网格搜索和梯度上升法求解最优类色度通道参数。在哥伦比亚图像拼接检测评估库中的实验结果显示,目前4种主流的图像拼接检测方法在最优类色度通道上的识别率均高于已有的颜色通道,验证了该方法的通用性和有效性。     

基于迁移学习和通道注意力的遥感图像场景分类

针对遥感图像场景分类任务中训练样本数量少及遥感图像背景复杂等问题,本文将迁移学习和通道注意力引入到卷积神经网络(convolutional neural network,CNN) 中,提出基于迁移学习和通道注意力的遥感图像场景分类方法。该方法首先选用经过ImageNet自然数据集预训练的两个CNN作为主干,同时引入通道注意力机制,自适应地增强主要特征,抑制次要特征;然后融合这两个网络提取的特征进行分类;最后采用微调迁移学习的方式实现目标域上的学习与分类。提出的方法在几个经典的公共数据集上进行了评估,实验结果证明了本文提出的方法在遥感图像场景分类中达到与其他先进方法相当的性能。