MIMO-OFDM系统信道估计的研究

文章以2×2多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的信道估计技术为研究对象,分析了该系统中结合空时编码的判决反馈信道估计方法和二维导频辅助MMSE信道估计方法,并通过仿真比较其性能.结果表明,对于慢衰落信道,可采用判决反馈方法进行信道估计,而对于快衰落时变信道,宜采用二维导频辅助MMSE方法进行信道估计,但要付出频率利用率下降的代价.     

MIMO-OFDM系统基于DFT的LS信道估计算法

精确的信道估计是提高多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM,Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统性能的关键,针对现有的信道估计算法的不足,提出了一种基于DFT的最小二乘（LS,Least Square）信道估计算法,利用噪声方差设定一个门限进行阈值,进一步消除噪声干扰,充分利用了时变无线信道中时域和频域的相关性,改善了信道估计的性能。为验证其有效性进行了仿真。仿真结果表明,在慢时变信道环境下,改进方法可以进一步提高信道估计的精度,同时保持了较低的复杂度。     

Turbo编码MIMO-OFDM系统中的EM迭代信道估计

该文对频率选择性衰落信道条件下的Turbo编码多入多出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的信道估计进行了研究,提出了一种将Turbo迭代译码与EM迭代信道估计相结合的方法。采用该方法的EM迭代信道估计性能得到了明显提高,且适合于非常恶劣的信道环境。另外,通过仿真可知,利用EM迭代信道估计算法的系统性能优于利用简化的最小二乘(LS)信道估计算法所获得的系统性能。     

一种改进了的OFDM信道估计算法

有较长持续时间的正交频分复用符号对频率选择性衰落有更强的承受能力,但是对于时间选择性衰落则较为敏感,因此信道估计在正交频分复用系统中占有重要的地位.文中对正交频分复用的特点进行了概述,并根据正交频分复用本身的特性、WiMAX帧结构,提出了一种基于导频的信道估计的算法.并在SUI1-SUI6信道环境下,用MATLAB对其性能进行了仿真.仿真结果表明,该算法的抗衰落性能有所提高,且具有一定的灵活性.     

NNISA-PF算法的MIMO-OFDM信道估计应用分析

MIMO-OFDM(多输入多输出—正交频分复用)系统的信道估计问题是系统接收机进行相干解调的关键。针对标准粒子滤波算法在MIMO-OFDM信道估计时存在观测系数不准确和粒子退化等问题,提出了一种基于神经网络的重要性样本调整粒子滤波(NNISA-PF)算法。对MIMO-OFDM通信系统及时变信道进行建模,得到了状态空间模型;详细分析了标准粒子滤波的改进算法——NNISA-PF;在MIMO-OFDM快衰落和慢衰落信道下,对Kalman、Bootstrap和NNISA-PF三种滤波算法分别在AWGN、Middleton-A噪声下的NMSE和BER性能进行了仿真对比分析。仿真结果表明,在快衰落和慢衰落情况下,NNISA-PF算法都可以有效对抗噪声干扰,尤其是在非高斯噪声环境下优势明显;NNISA-PF算法可以较准确地对MIMO-OFDM时变信道进行半盲估计,使MIMO-OFDM技术优势得到充分发挥。与现有的半盲信道估计方法相比,该方法具有估计精度高、对非高斯噪声鲁棒性强等优点。     

OFDM中基于导频的加窗FFT信道估计

正交频分复用（OFDM）是一种正交的多载波复用技术,分析了OFDM系统中基于导频的信道估计模型;基于导频的信道估计需要进行插值,为了降低插值算法的复杂度,研究了基于导频的FFT信道估计算法。由于直接FFT信道估计算法存在能量频谱泄露问题,提出了基于汉明窗函数的优化型加窗FFT信道估计的算法。实验仿真表明：在多径衰落信道下,该算法能够有效地提高OFDM系统的信道估计性能。     

一种非线性信道MIMO-OFDM系统性能改进算法

多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)可以提高系统在频率选择性衰落信道的传输性能.与OFDM系统一样,MIMO-OFDM系统也存在高峰值平均功率比(PAPR)的问题.为此,提出了一种降低空时分组编码MIMO-OFDM系统PAPR的正交部分传输序列算法,运用这种算法,利用傅里叶变换的性质,通过调整空时编码与基带正交调制的顺序,对两天线发射端,可以降低算法近一半的复杂度,且可以减少一半的边信息.利用高功率放大器的非线性模型,得到了瑞利衰落信道下PAPR降低后系统的误码率性能.仿真结果证明了该方法的有效性.     

一种FDD大规模MIMO系统下行信道估计算法

信道估计是大规模多输入多输出(MIMO)系统的关键技术之一。本文针对频分双工(FDD)大规模MIMO正交频分复用(OFDM)系统,研究了下行信道估计问题。通过利用大规模MIMO-OFDM信道在角度-频域中的块稀疏特性,提出了基于块匹配追踪的低复杂度估计算法。另外,针对采用时域正交导频存在估计周期过长,有可能超过系统相干时间的问题,提出了天线分组发送方案,通过牺牲观测数据长度来换取信道估计周期的减少。仿真结果表明,所提算法具有良好的抗噪性能,可以准确找出稀疏向量的非零值位置,并可自适应确定稀疏度。     

MIMO-OFDM低延迟信道估计改进算法

为了克服多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)移动系统中采用空间复用技术的下行链路性能出现衰退现象,提出一种信道估计改进算法。它根据信道状态并通过一个决策指导方案为4×4 MIMO系统提供大约4bit/s/Hz的数据。通过使用LDPC短码,在LDPC译码器输出端采用MIMO-OFDM符号重建方法,达到提高估计精度的目的。在3GPP MIMO空间信道模型下进行了仿真验证,结果表明指定速率下的估计精度得到改善。     

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。     

LTE系统中基于压缩感知的信道反馈方案研究

针对基于完全信道状态信息预编码的长期演进(LTE)多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统面临反馈开销很大的问题,提出了基于压缩感知的反馈方案,该方案利用压缩感知技术在接收端对信道估计得到的信道信息进行观测,并将观测值反馈到发送端,在发送端通过梯度投影算法重构信道状态信息。通过仿真证明,该反馈方案在大幅减小反馈开销的同时达到了与完全信道状态信息反馈时非常接近的性能。     

基于PIC的多载波系统联合检测译码算法

针对多入多出—正交频分复用（MIMO-OFDM）信号检测问题,基于并行干扰抵消技术提出了一种编码MIMO-OFDM系统联合检测与译码算法,通过在干扰抵消检测器和信道译码器之间传递判决信息提高系统的误比特率性能。计算机仿真表明,该算法获得的误码率性能较传统的迫零检测以及V-BLAST检测算法有了较大的提升。     

MIMO-OFDM快衰落信道的稀疏自适应感知估计

在多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM） 系统中,怎样在较高频谱利用率的情况下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。该文在利用压缩感知理论可提高系统频谱利用率的基础上,提出了一种适合于快时变环境下MIMO-OFDM 系统的稀疏自适应信道估计方法。该方法不再受到奈奎斯特采样频率条件约束,避免了传统导频辅助信道估计方法频谱利用率低的缺点。该文方法通过构建多天线群时频结构特征稀疏基,利用多天线间和群时变OFDM符号内信道冲激响应具有更强稀疏性的特点,对MIMO-OFDM快衰落信道进行稀疏变换。由于实际MIMO-OFDM快衰落信道往往处于频率选择性、时变性和多种干扰并存的复杂环境,受到干扰的信道参数对系统而言是未知,采用该方法克服了现有基于压缩感知理论的信道估计方法需要预先知道信道冲激响应稀疏度才能重构信道参数的不足,在信道稀疏度未知道的情况下,运用稀疏自适应的方法来对不同时频结构特征的信道参数进行估计。仿真结果表明所提估计方法具有对快时变信道参数估计的鲁棒性和较高频谱利用率,且均方误差小。      

Effects of Carrier Frequency Offset and Channel Estimation Errors on the Performance of MIMO-OFDM Systems in Spatially Correlated Channels

As an effective technique for combating multipath fading and for high-bit-rate transmission over wireless channels, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is extensively used in high-rate wireless communication systems, such as, the wireless local area network (WLAN) and the digital television terrestrial broadcasting (DTTB) systems, to support high performance bandwidth-efficient multimedia services. Multiple antennas and transmit or receive diversity, multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM), can be used to improve error performance and capacity of wireless systems. In this paper, we consider the effects of carrier frequency offset and channel estimation errors on the performance of MIMO-OFDM systems in spatially correlated channels. Theoretical calculations and computer simulations are done to analyze the performance degradation of MIMO-OFDM systems in spatially correlated channels due to carrier frequency offset and channel estimation errors, and the theoretical and simulated results match well.     

MIMO-OFDM系统信道估计算法研究

正交频分复用(OFDM)技术能有效克服多径带来的不利影响,提高频谱利用率;多输入多输出(MI-MO)技术,可以在不增加系统带宽和发射功率的前提下,成倍提高系统容量和带宽利用率。将两者结合的MIMO-OFDM系统是近年来的研究热点,信道估计在提高该系统性能方面发挥着重要作用。基于此,主要介绍MIMO-OFDM系统结构,在此基础上介绍基于导频的信道估计、半盲信道估计和盲信道估计。     

MIMO—OFDM加性信道容量仿真实现

OFDM技术能将频率选择性信道转变为平坦衰落信道,而MIMO技术在平坦衰落信道上可显著提高信道容量,从而大幅度提高频谱效率。本文分析了MIMO—OFDM系统中加性高斯自噪声（AWGN）信道的信道容量。     

一种简化的导频设计MIMO-OFDM信道估计算法

针对时域最小二乘信道估计算法误码率性能和实际实现复杂度大之间的矛盾,提出了一种新的最优导频序列的多输入多输出正交频分复用信道估计方法。设计的这种导频序列可以避免对大矩阵求伪逆,极大的降低了计算复杂度。计算机仿真结果表明：提出的方法具有好的误码率性能和低的计算复杂度,易于在实际系统中实现。     

一种改进的MIMO-OFDM的信道估计算法

针对频率选择性衰落信道下MIMO—OFDM的系统,基于瑞利衰落信道的模型,利用m序列的自相关性,提出了一种基于m序列做梳状导频的多输入多输出正交频分复用最小二乘算法,该算法可以避免对大矩阵求伪逆,以减少计算复杂度,从而提高了信道估计的计算性能。通过对该算法的误码率性能分析和计算复杂度分析,结果表明,相比传统经典最小二乘算法,所提出信道估计算法在中低信噪比下,有效提高了信道估计性能,适合于在实际应用中实现。     

一种MIMO-OFDM系统信道估计简化方法

提出了一种基于MMSE准则的MIMO-OFDM系统信道估计简化方法。该方法将信道估计问题转化为TBT线性方程求解问题,然后利用快速求解算法避免了复杂的矩阵求逆和矩阵相乘,大大降低了实现复杂度。仿真结果表明,相比于传统MMSE算法,该简化算法在降低复杂度的同时仅带来微弱的性能损失。