MU-MIMO-OFDM上行中基于部分频偏预补偿的频偏同步

在MU-MIMO-OFDM上行链路中,载波频偏的估计和补偿均需要信道信息,而利用频域导频信号估计频偏和信道会受到子载波间干扰ICI)的影响.本文提出了一种部分频偏预补偿机制,可以使得快速傅里叶变换(FFT)之后接收信号中的ICI功率最小,从而在不改变频偏和信道估计算法的前提下提高估计精确度.为了求解预补偿频率,文中首先对信号中的ICI建模,接着通过最优化问题明确ICI功率与预补偿频率间的关系,最后得到了近似最优解的闭合表达式.通过仿真验证,使用了部分频偏预补偿机制之后,频偏与信道估计的误差将明显降低.     

有无源智能反射面辅助无线系统信道估计

毫米波在非视距链路传播中损耗严重,为了进一步提高信号的覆盖范围及传输准确性,提出了一种基于少量有源元件的智能反射面(intelligent reflecting surface, IRS)辅助无线通信的信道估计方案。考虑基于少量能够接收处理信号的有源元件辅助信道估计的模型,利用毫米波信道的稀疏性,通过原子范数最小化(atomic norm minimization, ANM)将信道的相关角度参数转化为空间频率,再通过多信号分类算法降维估计相关角度、深度神经网络简化获取信道状态信息(channel state information, CSI)过程、奇异值分解优化波束成形等方法的优势相结合来估计信道参数,最终获取UE-IRS、IRS-BS的单独信道状态信息。仿真结果表明,所提方案在较低的有源元件开销下,有效降低了信道估计的归一化均方误差。     

基于不同信道状态信息的MIMO中继系统收发信机设计

该文研究了在中继站已知完全信道信息或统计信道信息情况下的多输入多输出(MIMO)中继系统收发信机设计的问题。中继站利用获得的信道状态信息对接收信号进行滤波转发,接收节点采用线性最小均方误差接收机(MMSE)恢复出原始信号。仿真结果表明,所提中继转发策略性能优于传统的放大转发。在高信噪比条件下,基于部分信道状态信息反馈的设计方案可以获得与完全信道状态信息反馈接近的性能。     

非相干天线选择算法

基于广义似然比检验(GLRT)与天线选择相结合,提出了平瑞利衰落信道的非相干天线选择(NON-AS)算法,天线选择和信号检测无需信道状态信息.NON-AS算法适用于多输入多输出(MIMO)系统的接收端,接收天线选择是基于每个天线瞬时接收到信号矢量的F-2范数.与相干检测的天线选择相比,NON-AS算法不需要估计信道,大大降低了系统复杂性.成对错误概率分析和仿真结果表明:在高信噪比情况下,选择有最大范数的接收天线,系统能实现和使用全部接收天线相同的分集增益.     

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.     

MIMO系统的非相干天线选择算法

该文提出了多天线传输系统的非相干天线选择(NON-AS)算法,将广义似然比检验(GLRT)与天线选择结合应用于U码传输系统,天线选择和信号检测无需信道状态信息。与相干检测的天线选择相比,NON-AS算法不需要估计信道,大大降低了系统复杂性。该文只考虑了接收天线选择,天线选择的准则是基于每个天线接收到的信号向量F-2范数。仿真结果表明,在高信噪比条件下,选择有最大范数的接收天线子集,系统能实现和使用全部接收天线的U码传输系统渐近相同的分集增益。     

格约简辅助MIMO双向中继网络编码设计

近年来,在无线通信领域受到广泛关注的网络编码技术,允许中继节点对接收到的多路数据流进行适当处理后转发多路数据流的合成信息.MIMO双向中继通信网络中网络编码方法分为两个阶段:两信源节点分别将预发送的数据行格约简辅助(LRA)进行预编码操作,然后发送给中继节点;中继节点利用概率分布特性估计去除噪声的异或阈值区域,利用异或阈值区域对接收到的混合信号进行区域量化处理,并将结果广播给两信源节点.仿真结果表明,本文所提出的网络编码方法比经典的放大转发MIMO双向中继网络编码方法在性能上获得了较大的增益.     

基于不同调度算法的多用户分集MIMO中继信道容量分析

采用平均容量性能来定量分析多用户分集多输入多输出(MIMO)中继信道,中继节点使用放大转发(Amplify-and-forward,AF)协议将接收到的源节点的发送信号重发给目的节点.研究了多用户MIMO中继信道的不同调度算法,即容量公平、最大特征根、最小特征根调度策略和空间独立性调度算法,结果表明空间独立性调度算法有...     

异步协同系统频选信道下基于线性预处理的DSTC结构设计

在协同中继系统中,应用分布式空时码(Distributed Space Time Coding, DSTC),可以在有效提高系统效率的同时获得全协同分集。但是,各中继节点的异步传输和节点间的多径衰落会破坏空时码字的结构,使之不能获得全分集。本文针对两中继的异步协同系统,提出了一种频率选择性信道下的基于线性预处理的DSTC传输结构。在此传输结构中,源节点对发送数据块进行预处理后发送给中继节点,中继节点对接收信号进行简单的共轭重排等处理,使得在目的节点形成DSTC的结构。其中,为抵抗异步传输和多径衰落引入的符号间干扰(Inter-symbol Interference, ISI),在源节点处和中继节点处均加入循环前缀(Cyclic Prefix, CP)。于是目的节点对接收到的信号进行DFT处理后,可以运用ML算法对数据信息进行检测。理论分析和仿真表明,当存在定时误差和节点间为频率选择性信道时,目的节点运用ML检测算法该传输结构可获得全空间分集和全多径分集。然后,本文考虑了信道各径延迟为整数倍符号周期的情况,并且证明了该传输结构的分集增益只与节点间信道的有效信道长度有关。      

差分空时系统的天线选择算法

一般的天线选择算法都需要信道状态信息,根据信道参数选择天线.然而,估计多输入多输出(MIMO)系统的信道参数大大增加了系统复杂性,而且,在快衰落信道中,信道估计是很困难的.基于正交空时编码和接收信号向量的范数,提出了非相干的天线选择算法(NON-AS),不需要估计信道,并将算法应用于差分空时系统.性能分析和仿真结果表明,在高信噪比情况下,NON-AS算法能实现和完全复杂性系统同样的分集增益.     

基于冗余预编码的STBC-SC-FDE系统的频率域盲信道估计

针对频率选择性衰落信道下空时分组编码单载波频域均衡(STBC-SC-FDE)系统的信道盲估计问题,设计了一种基于冗余预编码的频率域盲子空间信道估计算法,并讨论了算法的可辨识性条件以及去模糊度方法。该算法仅利用冗余预编码STBC-SC-FDE系统的频率域接收信号的二阶统计量即可获得系统的时域信道响应。仿真结果表明,算法稳定、可靠,具有良好的估计精度和均衡性能。     

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。     

OFDM系统中子信道联合预编码技术的信号检测算法研究

正交频分复用技术将多径衰落信道划分为多个相对平坦的子信道,使得接收机在信道估计等恢复技术上复杂度大大降低。OFDM系统采用子信道联合预编码技术能有效解决由于成片子载波衰落引起的数据丢失问题。由于独立信道的线性预编码技术在发送端不需要信道反馈信息,因此降低了发送设备复杂度,减少了系统延时,该编码方案适用于从用户端到基站的数据传输。通过理论分析推导了当系统采用独立信道的线性预编码技术时,接收端不能采用迫零均衡(ZF)的线性检测算法,实验仿真表明,当采用迫零均衡检测算法时,当且仅当预编码矩阵为酉矩阵时系统能达到未经预编码系统的性能。     

MIMO系统中应用张量分解进行半盲信道估计的算法分析

针对多输入多输出系统半盲信道估计问题,提出一种基于张量分解的半盲联合信号检测和信道估计算法。其思想是利用张量分解的唯一性,对接收信号构造基于张量分解的平行因子模型,并利用正则交替最小二乘算法对信道和发送信号进行联合迭代估计。仿真结果表明:与传统基于导频信道估计方法相比,所提算法只需少量的导频序列即可获得较高的信道估计精度;与已有的交替最小二乘算法相比,所提算法消除了矩阵求伪逆时可能带来的病态问题,收敛速度较快。文章还详细的分析了正则系数和收敛条件等参数对正则交替最小二乘算法性能的影响。      

大尺度衰落LTE协作通信的波束成型优化设计

大尺度衰落环境不仅具有较长的信道延时特征,而且具有明显大于LTE调制带宽的系统交换延迟。当基于相邻小区基站进行虚拟天线联合处理,并对多个接收簇进行组播协作通信时,必须考虑两类延时带来的延时误差。此时,每个接收簇由多个单天线接收节点构成,簇内节点接收相同的信息流,不同簇间信息流不同。文中研究了发射天线之间存在交换同步延迟的情况下的信道估计性能,评估了系统整体性能,并在此基础上提出了一种波束成型的优化设计方案。仿真及部分算法分析表明,新算法可通过对每个接收节点的信号与干扰加噪声比(SINR)进行优化来提升整体系统性能,可在实际大尺度LTE工作环境下获得更好的系统性能。     

MIMO-OFDM中基于子空间奇异值分解的盲信道估计

针对多输入多输出-正交频分复用系统(MIMO-OFDM)中基于训练序列的信道估计方法频带利用率偏低的缺陷,提出了一种将空时分组编码和盲信道估计技术相结合的MIMO-OFDM信道估计方法。利用空时分组编码(STBC)的线性编码特性,通过接收信号子空间矩阵的奇异值分解来实现对特征值的分离,引入模糊矩阵提高估计的性能。仿真结果表明该方法明显降低了系统的归一化均方误差和误码率,改善了信道估计的精度,优化了系统性能。     

一种基于STBC的SC-FDE系统双天线联合检测算法

针对双发双收的基于空时分组编码的单载波频域均衡(STBC-SC-FDE)系统,研究了一种双天线联合检测算法,通过信道估计、导频干扰消除、加权联合均衡等过程重构发送的信息。并根据信噪比对频域信号与均衡矩阵进行加权处理,使联合检测算法适用于2路接收信号信噪比不同的情况。仿真结果表明,所提出的双天线联合检测算法在SUI-3信道下最大可获得约8dB的接收分集增益。与时域最大比合并(MRC)算法相比,由于采用联合检测,该算法能有效改善系统在多径衰落信道下的误码率。     

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。     

双向中继系统用户联合预编码与检测算法研究

双向中继协同通信系统的两用户节点通过中继节点相互交换信息,显示了其在频谱效率上的优势。在系统装备多天线的情况下,为进一步改善误比特率性能,论文提出一种基于格规约算法的用户联合预编码与检测算法。该算法通过一次复数域格规约处理来提高信道增益矩阵的正交性,预编码和检测算法联合应用处理后的矩阵,中继节点仅需要对接收信号进行求模运算和放大转发,算法的复杂度主要集中在两用户节点上。仿真结果显示:相比于传统的预编码和检测算法,用户联合预编码与检测算法在计算复杂度仅增加了对信道增益矩阵一次格规约计算的前提下,可显著降低系统的误比特率,提高分集增益,具有工程实用价值。     

OFDM空时发射分集系统信道盲估计

本文研究了OFDM空时发射分集系统的子空间信道盲估计方法。该方法仅利用空时编码及OFDM调制引入的冗余,在接收天线小于发射天线时,也可以对信道进行盲估计。对盲估计方法所共有的估计模糊性问题进行了详细的论述,证明估计仅存在两个标量不确定因子。这种方法不需要对信号进行冗余预编码,系统将有更高的速率;同时也不需要对系统输出进行过采样或采用多天线接收。由于不需要确切知道信道的阶数,算法对信道阶数过估计有较好的鲁棒性。