Joint Synchronization and Channel Estimation for OFDM Systems

1Introduction Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) has become a popular technique for transmis-sion of signals over wireless channels . OFDMhas beenadoptedinseveral wireless standards such as Digital Au-dio Broadcasting ( DAB) , Digital Video Broadcasting(DVB-T) ,the IEEE 802 .11a[1]Local Area Network(LAN) standard and high performance LAN type 2(HIPERLAN/2)[2]standard. OFDMis also being pur-sued for Dedicated Short-Range Communications(DSRC) for road side to …     

OFDM系统中的盲信道估计

本文从OFDM信号的矩阵表示出发,分析比较了OFDM系统中现有的各种盲信道估计方法。OFDM盲信道估计方法分为两类,一类是统计型方法,它利用了发送信号和接收信号的统计特性;另一类是确定型方法,它利用了发送调制信号的固有特性。一般而言,统计型方法的计算量较小,但是估计精度不高且估计的实时性不好;而确定型方法的估计精度较高,实时性较好,但是其计算量较大。计算机仿真表明,这些盲信道估计方法的性能受信道参数尤其是多普勒频率影响很大,盲信道估计的实用化有待进一步研究。     

OFDM系统中低复杂度联合译码和信道估计方法研究

本文针对OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统提出了一种低复杂度联合译码和信道估计算法的接收机。接收机首先通过导频对信道进行估计，然后使用Turbo码译码输出判决信息对信道参数进行稳健的估计。仿真结果表明，即使系统误码率大于10^-2，经过3次迭代估计，系统性能提高仍有0．5-1dB；在高信噪比下，可显著地降低系统的误码底限。本文同时还给出了译码迭代次数对系统性能的影响。     

基于DCT的OFDM信道估计

在宽带移动环境下,由于多普勒频移以及多径的影响,信道是时变的。为了消除信道对传输信号的影响,需要对信道进行估计。给出了2种基于离散余弦变换(DCT)的信道估计方法,可以很好的降低频谱泄露造成的混叠失真,适用于非整数倍的抽样信道。其中一种性能较好,另一种实现更加方便。仿真结果表明,这两种算法的性能均优于基于DFT的信道估计算法。     

OFDM联合信道估计与均衡技术研究

OFDM系统在时变信道中会受到子载波间干扰,单独进行信道估计和信号检测的策略对于提高接收机的抗干扰能力有限,将信道估计和信号检测统一考虑则可更有效地抵抗子载波间干扰。针对此问题,基于迭代SAGE算法提出了一种新的联合信道估计与符号检测算法,为了减低算法的复杂度,引入BEM信道建模方法。仿真评估了BEM算法的归一化均方误差性能,验证了BEM建模的有效性,显示该算法的误码率优于基于BEM算法的线性均衡检测算法和基于MMSE的干扰对消算法,而且该算法只通过少数几次迭代便可达到收敛域,较好地克服了子载波间干扰的问题。     

限幅OFDM的一种信道估计优化方法

在OFDM 系统中,限幅常用于抑制信号的峰平比,而限幅会引入额外的限幅噪声,以致干扰数据和导引符号,恶化传输性能.本文针对限幅OFDM系统,提出一种基于导引符号的限幅噪声消除算法.该算法在插入导引符号之前,滤除位于导引位置的限幅噪声,从而改善信道估计性能.在此基础上,本文还提出了利用迭代算法以进一步提高信道估计精确度.本文对所提出的限幅噪声消除算法及迭代算法进行了仿真验证,结果表明,新算法能够明显改善信道估计,优化传输性能.     

OFDM叠加导频联合信道估计和检测方法

针对现有正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系统信道估计和迭代检测算法中频谱效率低和鲁棒性差等问题,提出了一种基于酉近似消息传递和叠加导频的信道估计与联合检测方法。首先,在软调制/解调中叠加导频对正交幅度调制的星座点进行预处理,检测时将叠加的导频作为频域符号的先验分布,利用置信传播算法进行调制和解调,实现检测模型的简化。然后,应用因子图-消息传递算法对OFDM传输系统和信道进行建模和全局优化,引入酉变换加强信道估计算法的鲁棒性。最后,建立OFDM仿真环境对现有方法进行仿真分析。仿真结果表明,相对于现有的独立导频类算法,所提算法能够以相同复杂度显著提升OFDM系统的频谱效率和鲁棒性。     

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。     

基于整体最小二乘的联合信道估计及OFDM信号检测算法

针对现有的联合信道估计及OFDM信号检测算法性能不高的问题,该文提出一种基于整体最小二乘的联合信道估计及OFDM信号检测算法。该算法首先通过导频估计初始的信道信息,在此基础上不断地采用整体最小二乘进行OFDM信号检测及信道估计,有效缓解迭代模型误差的影响,加快了算法迭代的收敛速度,提高了信道估计的精度,从而降低了OFDM系统的误码率。该文推导的信道估计克拉美罗界及仿真结果均表明所提出的算法在时变信道环境下优于现有的联合信道估计及OFDM信号检测算法。     

OFDM/OQAM系统中联合迭代信道估计和信号检测

与基于复数域空间正交条件的传统正交频分复用系统(OFDM with Cyclic Prefix, CP-OFDM)有所不同,基于交错正交调制的正交频分复用系统(OFDM/Offset QAM, OFDM/OQAM)满足实数域空间严格正交条件。因此在多径衰落信道条件下,CP-OFDM系统中的信道估计方法会导致OFDM/OQAM系统严重的字符间干扰和载波间干扰。该文结合OFDM/OQAM系统结构特点,提出了一种基于迭代信道估计和信号检测算法。该算法通过信道估计器和接收到的信号互相交换信息,消除导频序列中的字符间干扰和载波间干扰,提高信道估计和信号检测的准确度。仿真分析结果表明,经过一定次数迭代处理后,OFDM/OQAM迭代信道估计性能趋近于理想信道估计性能。     

基于预测的OFDM系统迭代联合信道估计与符号检测算法

该文在现有的OFDM系统联合迭代信道估计与符号检测算法的基础上,根据信道响应的时域相关性,将预测方法引入迭代信道估计,对其进行改进.提出一类基于对初始信道估计值进行预测的迭代信道估计算法.进而分别用两种预测方法进行仿真并与传统迭代算法进行比较.仿真结果表明:该方法与传统算法相比,加快了迭代收敛速度,降低了系统误码率.在复杂度增加不大的前提下,提高了系统性能.     

快时变环境下OFDM系统中的信道估计

在OFDM系统中,怎样对快时变信道进行较为准确的估计是一个具有挑战性的课题。该文在利用信道基扩展模型的基础上,提出了一种适合于快时变环境下OFDM系统的信道估计方法,并且依据使估计的均方误差最小的准则,推导了相应最优的导频序列,包括最优的导频取值和最优的导频分布。可以证明,最优的导频序列是由一些相邻的等间隔等能量的子序列构成,每个子序列的导频之间满足一定的相位关系。仿真结果表明了所提估计算法在快时变环境下的有效性和采用所推导的最优导频序列进行估计的优越性。     

OFDM系统在动态环境下的自适应信道估计

分析了OFDM通信系统信道估计采用二维自适应维纳滤波的情形，信道估计根据对不同的信道环境（多径时延，多普勒频移）的实时检测，自适应地选择适宜的滤波参数，动态地跟踪信道的变化特征。仿真分析得到了最优的滤波参数并且证明了在非完全匹配条件下的插值亦有很好的效果。     

OFDM系统中基于PN序列的迭代相关检测信道估计

提出了一种基于PN序列进行时域迭代相关检测的信道估计算法,在典型信道下,采用该算法后系统的误码率性能优于传统的频域导频系统.PN序列还可以用于多用户检测、频偏估计和定时同步,因而OFDM系统中使用PN序列的帧结构可以减少系统资源开销,提高频谱利用率.     

基于信道估计的限幅OFDM信号检测性能分析

大峰均比是正交频分复用(OFDM)系统的主要缺陷之一，对时域OFDM信号限幅是通常采用的一种抑制发送信号峰值功率的方法，但是限幅产生的非线性干扰，使系统的信道估计和信号检测性能降低。本文分析了限幅干扰对信道估计以及基于估计信道信息的OFDM数据信号检测性能的影响，推导出了基于信道估计信号检测的信噪比与限幅参数之间的关系。利用信噪比和高斯信道的误符号率及误比特率公式，本文对频率选择性瑞利衰落信道环境限幅OFDM系统中信号的误符号率和误比特率进行估算。计算机仿真和估算的结果相吻合。     

一种用于实际OFDM系统的次优信道估计算法

基于对实际系统中信道冲激响应(CIR)泄漏问题的详细分析,提出了一种次优的时域信道估计算法。该算法克服了CIR泄漏的影响,因此能够很好地适应实际系统中的非整数采样多径衰落信道。该算法不需要预先知道信道统计特性,还具有低复杂度的特点。与已有信道估计算法进行了仿真比较,结果证明该算法极大地降低了信道估计MSE值,同时也不存在“地板效应”。     

OFDM系统中一种新的信道估计方法

在OFDM系统中,传统的基于导频的信道估计算法(如梳妆滤波器)都有一个共同的缺点,就是需要大量的导频符号,降低了系统的频谱效率。本文主要致力于研究新的信道估计算法,明确提出了将多径信道的时延估计和幅度估计分开的信道估计方案。对于时延估计,采用周期性插入块状导频估计时延。对于幅度估计,提出了一种全新的动态导频方式来估计多径的幅度,并在数学上证明了这种方法可以节省大量导频。仿真结果表明,本文提出的新算法和传统信道估计算法相比,可以节约至少百分之七十的导频,并且具有性能好,复杂度低的优点。     

一种基于导频的OFDM信道估计优化算法

针对OFDM系统提出了一种新的联合信道估计方法,并在理论上将此方法进行了最优化.仿真结果表明,该方法不仅有效提高了信道估计的准确性,而且可降低信道估计对导频发射功率的依赖性.     

使用接收分集的确定性OFDM盲信道估计算法

本文针对无循环前缀的OFDM系统研究了非数据辅助的信道估计方法.借助于2个接收天线实现的信道分集,提出了一个确定性信道盲估计算法,并给出了信道可辨识性条件.该算法使用1个OFDM块便可在一个标量模糊因子的意义上确定信道冲激响应.算法计算量小,而且对输入信号的星座和统计特性没有约束.仿真结果证实了算法的有效性.     

基于半定松弛方法的时变OFDM系统盲信道估计

该文提出了一种时变正交频分复用(OFDM)系统信道盲估计算法。在二次规范( Quadratic Program, QP)模型的基础上,采用半定松弛技术,把OFDM信道盲估计转换为一个可以在多项式时间内求解的半定规划问题。为了进一步降低半定规划问题的转换复杂度,考虑到OFDM各个子载波和各个时刻的响应之间的紧相关性,该文提出了一种新的随机转换策略,仿真表明,该文所提出的算法,其误码率逼近最佳估计,且复杂度大幅降低。