突发通信中基于叠加训练的信道估计方案

针对无线突发通信中频带利用率低、信道参数获取困难等问题,提出了一种应用于突发通信的叠加训练信道估计与检测方案。该方案将信息和训练叠加发送,通过预失真发送信息符号使得训练与信息在频域正交,收端采用一阶统计信道估计和最大似然符号检测,并设计了抗直流干扰的信道估计方案。仿真表明,新方案在消除训练序列的频带开销的情况下获得了较好的信道估计和符号检测性能,与采用时分复用训练的方案相比,其有效吞吐率更优。     

基于叠加训练序列的低复杂度时变信道估计方案

与传统的时分/频分复用训练序列相比,采用叠加训练序列的传输方案可以有效地提高系统的频谱利用率。然而,叠加方案中训练序列与信息序列的相互干扰会造成系统性能的严重下降,如何有效消除信息干扰是提高信道估计性能的关键。该文针对时变衰落信道,首先提出一种新的基于一阶统计量信道估计算法。该算法利用基扩展模型(BEM)构建时变信道,通过时域分块平均的方法来抑制信息序列干扰。在此基础上,利用信息序列和训练序列经历相同信道衰落的特性,提出一种基于加权最小二乘(WLS)的迭代信道估计与检测方案。新方案利用 Kalman滤波检测器代替确定性最大似然(DML)检测器,将检测符号序列看作附加的“训练序列”用于信道估计,从而可以显著提高信道估计性能。仿真结果表明,新方案可以有效消除信息序列干扰,且性能和计算复杂度均优于现有的同类方案。     

基于叠加训练序列和低复杂度频域Turbo均衡的时变水声信道估计和均衡

针对时变水声信道估计和均衡问题,该文提出基于叠加训练序列(ST)和低复杂度频域Turbo均衡(LTE)的时变水声信道估计和均衡(ST-LTE)算法。基于叠加训练序列方案,将训练序列和符号线性叠加,使得训练序列和符号信道信息一致;基于最小二乘算法,进行信道估计。基于频域训练序列干扰消除技术,在频域消除训练序列对符号的干扰;基于频域线性最小均方误差(LMMSE)均衡算法,通过先验、后验、外均值和方差的计算,实现低复杂度信道均衡(符号估计);基于Turbo均衡算法,软重构叠加训练序列和更新信道估计,进行均衡器和译码器的信息交换,利用编码冗余信息,大幅度提升信道均衡性能。进行仿真、水池静态通信试验(通信频率12 kHz,带宽6 kHz,采样频率96 kHz,符号传输速率4.8 ksym/s,训练序列和符号的功率比为0.25:1)和胶州湾运动通信试验(通信频率12 kHz,带宽6 kHz,采样频率96 kHz,符号传输速率3 ksym/s,训练序列和符号的功率比为0.25:1),仿真和试验结果验证了所提算法的有效性。     

基于叠加训练序列和低复杂度频域Turbo均衡的时变水声信道估计和均衡

针对时变水声信道估计和均衡问题,该文提出基于叠加训练序列(ST)和低复杂度频域Turbo均衡(LTE)的时变水声信道估计和均衡(ST-LTE)算法.基于叠加训练序列方案,将训练序列和符号线性叠加,使得训练序列和符号信道信息一致;基于最小二乘算法,进行信道估计.基于频域训练序列干扰消除技术,在频域消除训练序列对符号的干扰;基于频域线性最小均方误差(LMMSE)均衡算法,通过先验、后验、外均值和方差的计算,实现低复杂度信道均衡(符号估计);基于Turbo均衡算法,软重构叠加训练序列和更新信道估计,进行均衡器和译码器的信息交换,利用编码冗余信息,大幅度提升信道均衡性能.进行仿真、水池静态通信试验(通信频率12 kHz,带宽6 kHz,采样频率96 kHz,符号传输速率4.8 ksym/s,训练序列和符号的功率比为0.25:1)和胶州湾运动通信试验(通信频率12 kHz,带宽6 kHz,采样频率96 kHz,符号传输速率3 ksym/s,训练序列和符号的功率比为0.25:1),仿真和试验结果验证了所提算法的有效性.     

基于叠加训练的非合作多用户/MIMO信道估计

提出一种基于叠加训练的单载波非合作多用户/MIMO系统的迭代信道估计与检测方案。首先利用变换域方法构造具有零周期互相关特性的训练序列,从而消除多天线间的相互干扰,实现基于一阶统计量的信道估计。然后采用联合符号检测的迭代信道估计方法,利用检测序列作为额外的“训练序列”来降低信息序列自身干扰。与现有的叠加训练信道估计方案比较,新方案中训练序列构造更加灵活,在低信噪比下信道估计均方误差和误码率性能更优,且复杂度更低,仿真结果表明了该方案的有效性。     

一种符号重叠PCC-OFDM盲时偏估计算法

针对符号重叠PCC OFDM系统,提出了一种盲时偏估计算法。利用并行干扰删除方法消除系统固有的严重的符号间干扰,利用解调信号方差进行判决,获得精确的时偏估计。该算法不需要训练序列、导频信号或周期前缀。在高斯白噪声和Ricean信道下对算法进行了链路仿真,仿真结果证明,该算法能够有效地实现符号重叠PCC OFDM盲时偏估计。     

一种基于预编码的AF多中继协作通信系统信道估计方法

针对瑞利平坦衰落信道下AF多中继协作通信系统,提出了一种基于预编码的分段式信道估计方法.该方法分两个阶段对S-R和R-D两个链路的信道状态信息进行估计,利用在中继端进行预编码,使中继节点可同时向目的节点发送训练序列.仿真结果表明,提出的方法可有效地估计出两段链路的信道状态信息,减小了训练时隙的开支,缩短了信道估计时间.     

基于叠加训练序列的MIMO-OFDM信道估计

为能够估计出MIMO-OFDM系统的信道状态信息(CSI)又能充分利用系统频谱资源,提出了一种基于叠加训练序列的信道估计算法。该算法即将非随机训练序列叠加于信息序列之上,利用训练序列与信息序列的不相关特性,在没有带宽损失的情况下估计出信道参数。并对估计的均方误差性能进行了分析,讨论了训练序列的优化方案。仿真结果证明了该方法的有效性。     

多中继协同通信系统中基于循环正交训练序列的信道估计算法

提出了一种实用的基于循环正交序列的信道估计算法。源节点发送循环正交的信道训练序列,各个中继节点对接收到的信道训练序列进行不同间隔的循环移位后向目的节点转发。尽管各个中继转发的序列在时间上是叠加的,但序列之间不存在相关性。由此可以推导出相应的最小二乘信道估计和线性最小均方误差信道估计。仿真结果证明该算法具有较高的估计精度和效率,同时运算复杂度较低。     

基于发射机预处理的中继协助下行直接序列CDMA性能评估

针对多用户下行链路直接序列码分多址系统中DL信号可能会相互影响导致中继处产生多用户干扰的问题,本文提出了一种基于矢量量化信道脉动响应的多用户发射预处理系统。该系统在各个中继处通过基于训练序列的估计技术对CIR进行估计并随机矢量量化这些被估计的CIR,同时其幅值及相位通过噪声衰退反馈信道被反馈至基站。基站内利用通过线性检测器恢复的CIR进行预处理矩阵的公式化以减少中继处DL多用户的干扰。分析结果表明,当调用受噪声及衰退影响的VQ-CIR实现预处理矩阵时,可以使得误码率性能降低,而基于VQ-CIR的MUTP的BER性能与基于完全CIR假定所得的性能相近。     

DFT-S-OFDM系统中基于DFT的软迭代信道估计

在基于傅里叶变换扩展的正交频分复用（DFT-S-OFDM）系统中,为了消除由多径传播和多普勒效应导致的信道间干扰（ICI）,提出了一种基于离散傅里叶变换（DFT）的软迭代信道估计算法。该算法将传统DFT信道估计技术与Turbo均衡技术相结合,利用Turbo均衡器反馈的软信息来更新初始信道估计响应,进而消除噪声和ICI。Matlab仿真结果表明,在多径信道下,经过2次以上的迭代后,该算法的误码率（BER）性能得到了显著的改善。     

基于预编码的双路径中继系统信号传输方案研究

针对转发放大(Amplify-and-Forward, AF)模式下的双路径中继网络,为了降低训练序列设计相互约束关系的复杂度,并提升系统误码性能,本文提出了一种基于预编码的信号传输方案。新方案采用一对相互正交的预编码矩阵,分别在两个中继处对信号进行预编码,在目的点右乘相应的解码矩阵将两路叠加信号分离。新方案能够将两路信号完全分离从而使原本需要考虑三处训练序列设计的问题转化为两处,简化了训练序列设计复杂度。由于预编码方案能够在目的点压缩噪声功率,并且避免两路中继信号的互相干扰,单路径误码性能和双路径分集合并误码性能都得到提升。仿真结果验证了新方案的有效性。      

双向MIMO中继网络中采用信道独立预编码的自干扰消除技术

双向中继网络在提高频谱效率的同时会引入额外的自干扰,本文针对放大转发（AF）模式下双向多输入多输出（MIMO）中继网络中的自干扰抵消问题,从消除信道估计误差引入的剩余自干扰着手,提出一种采用信道独立预编码的盲干扰抵消（BIC）方案。新方案在源节点对信息进行行空间预编码,从而构建不依赖于MIMO信道矩阵的期望信号子空间和自干扰子空间,实现未知信道状态下自干扰抵消和期望信号分离,从而消除非理想信道估计带来的剩余自干扰信号。在此基础上,以最大化有效信噪比为目标设计最佳预编码,通过推导可达和速率的闭合表达式,分析不同方案下信道估计误差对可达和速率的影响。仿真结果表明,新方案在不同的信道估计误差下,能够实现完美自干扰消除,其检测性能和容量均优于基于信道估计的自干扰消除方案。      

通用滤波多载波通信系统中干扰抑制均衡算法

作为5G多载波技术强有力的候选对象,通用滤波多载波利用子带滤波技术抑制带外功率泄露,进而降低同步要求和获得更高的频谱效率。本文首先针对通用滤波多载波在慢时变多径信道下的性能进行了分析和研究;其次为消除多径信道所带来的干扰,提出了适用于该多载波系统的信道估计方案,该方案设计了具有重复样式的导频结构进行信道估计,复杂度低;最后针对通用滤波多载波在多径信道下容易遭受符号间干扰的问题,提出了基于干扰消除的Zero-Forcing均衡算法和基于迭代干扰消除的均衡算法,两种算法均能够在消除ISI的基础上进一步地消除ICI和IBI。仿真结果表明,本文提出的信道估计和均衡算法能有效消除通用滤波多载波技术在多径信道下所经受的ISI、ICI和IBI。      

互信息量最大化和低复杂度的全双工中继网络自干扰消除和干扰对齐算法

该文针对多用户全双工中继干扰信道,同时考虑全双工中继自干扰消除及用户端干扰消除问题。首先,提出了基于最大化全局互信息量的自干扰消除和干扰对齐算法,并具体给出了自干扰消除矩阵的具体求解算法和方案。进一步,给出了信号对齐和干扰抑制的可行性条件,并分析了系统的互信息量和所受干扰噪声功率,以及系统的自由度。理论分析和仿真结果显示,与现有的典型全双工中继方案相比,该文算法可以提高系统互信息量和自由度,并有较低误码率;另外,该文算法的中继只需进行简单的功率约束,不需做复杂的信号处理,降低了整个系统的信号处理复杂度。     

大规模MIMO中继系统中多用户物理层安全传输方案

研究大规模多输入多输出中继网络中的多用户物理层安全传输方案.系统模型中假设窃听节点与源节点和中继节点间都有直接链路,窃听节点可以接收到源节点和中继发送的信号.在不能获得窃听者信道状态信息的情况下,大规模MIMO中继采用简单的最大比合并/最大比发射信号处理方案,并配合中继零空间人工噪声和目的端的协作干扰实现多用户的信息安全传输.对保密速率及其在中继天线数无限增长时的渐近值进行了理论分析,并进行仿真.仿真结果显示系统的保密和速率随中继天线数的增长而增长,最终趋于理论渐近上界值.仿真结果也表明即使窃听节点具有多用户间干扰消除能力,并能同时拦截源节点和中继发送的信号,采用本文的方案仍然能获得可观保密速率.     

Efficient Beamforming by SLNR Maximization for Dual-Hop Relay Assisted MIMO Network

Relay beamforming is a key signal processing technique to mitigate interference in single and multiuser multiple input and multiple output (MIMO) wireless communication networks. In MIMO relay networks interference cancellation is an essential task of the study to get optimal network capacity. In this paper, the problem of interference resulted from leakage signal from desired signal for intended antenna, which causing interference to other antennas of the same user with multiple antennas is tackled. The criterion of signal to leakage plus noise ratio (SLNR) maximization is considered to design a vector by vector relay downlink precoding based on Fukunaga Koontz transform. This can control the interference among multiple antennas and maximize SLNR. However, matched filter beamforming is utilized at the relay receiving side that can increase output signal to noise ratio at the relay node. The channel state information of both the channel between source to relay and relay to destination is assumed at the relay node. The effectiveness of the proposed technique is studied and compared with conventional relay precoding techniques. Simulation is carried out in MATLAB environment using ideal channel conditions. This study demonstrates that, the proposed scheme for relay assisted MIMO networks can improve overall system performance in terms of ergodic capacity.     

基于资源分配和功率控制的D2D中继选择

为优化蜂窝用户通信与设备直传(D2D)中继通信共存下的同频干扰问题,满足蜂窝用户容量要求,提出了一种基于能效的联合资源分配和功率控制的D2 D中继选择算法.该算法首先对等效D2 D中继链路进行资源分配,减小算法复杂度的同时使得D2 D链路对蜂窝链路产生的干扰最小;然后以资源分配结果和功率控制算法为依据进行中继选择.该方案不仅考虑了D2 D中继链路的能效问题,而且还同时考虑到了对蜂窝链路的干扰问题.通过仿真验证,所提算法不仅能有效提升D2 D中继链路的能效值,同时降低了对蜂窝用户的干扰.