基于修正EM的高效MIMO-OFDM系统MAP信道估计算法

针对MIMO-OFDM系统的基于期望最大化(EM)的最大后验(MAP)信道估计算法带来的误差地板(EF)现象及较低的数据传输效率,提出了一种基于修正EM的高效的MAP信道估计算法.该算法首先引入一种更精确的系统模型来改善基于EM的MAP估计算法在高信噪比下的EF现象,其次利用多个正交频分复用(OFDM)符号进行联合信道...     

A joint iterative channel estimation and symbol detection algorithm for OFDM systems over time-varying channels

针对正交频分复用(OFDM)系统中由于信道快时变导致的子载波间干扰(ICI),基于基扩展模型,提出了一种时变信道下OFDM系统联合迭代信道估计与符号检测算法.该算法将基于基扩展模型的最小均方误差信道估计算法与一种类似于串行干扰抵消的符号检测方式相结合,并利用插值和滤波过程进一步消除噪声影响,进而通过联合迭代获得较为精确的符号检测结果.同时,利用带状矩阵近似降低算法的计算复杂度,在复杂度与算法性能之间取得比较好的折中.理论分析和仿真结果表明,在快时变信道条件下,这种新的联合迭代信道估计与符号检测算法可有效地提高系统性能.     

基于最佳屏蔽序列偶的OFDM信道估计

利用最佳屏蔽二进序列偶(PPBSP)良好的循环自相关特性,提出了一种基于PPBSP的OFDM信道估计方法.该方法在发送端,间隔一定数量的OFDM符号后,插入最佳屏蔽序列偶的原序列作为时域训练序列;在接收端,将屏蔽序列作为本地接收序列,计算归一化互相关函数.通过对信道时域冲激响应( CIR)的估计,得到OFDM各个子信道...     

基于MMSE滤波的虚子载波梳状导频OFDM系统信道估计

分析了带有虚拟子载波并采用梳状导频的正交频分复用通信系统的信道估计过程中,在使用基于离散傅立叶变换的内插的情况下由于频域导频分布不均匀导致的时域信道响应泄漏的表现形式,针对泄漏造成的信道估计结果不精确的问题,提出了一种基于时域最小均方误差(MMSE)滤波的信道估计补偿方法.该方法通过滤波矩阵的作用补偿了时域信道估计结果...     

一种改进LS信道估计算法在稀疏多径水声信道中的应用

为了消除水声正交频分复用调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中噪声对稀疏多径信道估计的影响,提出了一种改进的最小二乘(Least-Square,LS)信道估计算法。该方法在传统基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)插值的信道估计结构上进行了改进,得到了基于阈值探测的DFT插值信道估计方法,该方法将小于阈值的时域信道响应置零,探测最有效信道抽头,有效消除噪声干扰的影响。仿真结果验证了DFT插值在稀疏多径水声信道估计中的实用性;得到了当循环前缀长度与信道长度越接近时信道估计性能(Bit Error Rate,BER)越好的结论;确定了在两种调制方式下算法的阈值系数范围;且该新算法与已有算法所需的信噪比可低约2 d B,解决了用循环前缀长度来近似信道真实长度的实际问题。     

OFDM水声通信系统动态OMP信道跟踪算法

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)水声通信系统中最小二乘(Least Square,LS)信道估计算法和静态压缩感知信道估计算法分别存在估计精度低、导频开销大和计算复杂度高、实时性差的缺点,利用水声信道冲激响应的时域相关性,通过建立动态稀疏观测模型,提出一种动态正交匹配追踪(Dynamic Orthogonal MatchingPursuit,D-OMP)信道跟踪算法。该算法仅在初始时刻进行一次完整的正交匹配追踪(OrthogonalMatching Pursuit, OMP)信道估计获取信道支撑集,之后通过连续跟踪前一时刻信道支撑集的变化来跟踪信道。仿真结果表明,在导频开销相同的情况下,与传统LS算法、经典OMP算法相比,所提算法具有更好的信道跟踪性能和较低的算法复杂度。     

基于导频时分复用的多中继协同通信系统频域信道估计算法

针对频率选择性衰落环境下结合正交频分复用技术的放大转发多中继协同通信系统,提出了基于导频时分复用的频域信道估计算法,包括最小二乘(LS)估计算法和低阶近似的线性最小均方误差(Lr-LMMSE)估计算法.理论分析和仿真结果表明,该算法不仅能成功分辨多中继协同通信系统的所有频域信道衰落系数,避免各中继节点转发的导频符号在目...     

一种适用于慢衰落信道OFDM系统的信道估计算法

针对慢衰落信道OFDM系统,提出了一种新的低复杂度的且能对抗定时误差的信道估计器.这种信道估计器是基于导频间隔I=2的特殊梳状导频结构设计的.基于工程实现的考虑,采用了最小平方(LS)算法进行导频信道估计,同时利用了线性内插对非导频信道进行估计.分析了定时误差对非导频子载波估计的影响,并提出了一种相当简单但十分有效的修正算法,仿真结果有力的证明了此算法能有效的抵抗定时误差对非导频信道插值估计的影响.     

IEEE802.16e系统信道估计算法研究

针对IEEE802.16e系统下行链路的导频分配模式,提出了一种适用于IEEE802.16e系统下行链路的信道估计方法。该方法采用两个一维信道估计器的级联。首先在时域进行滤波,根据最近原则将前一个符号导频处的信道响应作为下一个符号相同位置子载波处的信道响应,从而得到梳状导频结构;其次在频域进行滤波,采用最大似然算法估计出所有子载波上的信道响应。车速60km/h和车速120km/h信道下的仿真结果表明,采用该信道估计方法可降低系统的误码率,提高高速移动环境下系统的性能。     

OFDM系统在时变信道下的迭代干扰抵消算法

为克服正交频分复用(OFDM)系统中因时变多径衰落信道破坏子载波的正交性引起载波间干扰(ICI),从而导致系统性能下降的问题,提出了一种基于最小均方误差(MMSE)估计和迭代算法相结合的迭代干扰抵消算法.为了消除一般MMSE均衡方法将载波间干扰当作加性高斯白噪声(AWGN)所带来的误差,该算法先使用MMSE方法对传输信号进行初值估计,再通过迭代干扰抵消和MMSE均衡相结合,来消除由时变信道所带来的载波间干扰.多次仿真表明,在时变多径衰落信道中使用本算法能够有效地消除载波间干扰,使系统性能得到很好的改善.     

基于频域导频时域处理的OFDM系统信道估计算法

针对正交频分复用(OFDM)系统,提出了一种适用于时变信道的信道估计算法。该方法利用频域导频,经离散傅立叶变换(DFT),获得的信道冲击响应等效于利用频域导频对应的时域序列和接收信号进行循环相关获得的信道冲击响应。因此,避免了在时域采用复杂的循环相关运算。同时,通过消除频域导频时域序列的自相关误差,能有效降低由DFT谱泄漏导致的信道估计误差。仿真和分析表明,在时变多径衰落信道下,提出的信道估计方法的性能比传统的基于DFT的算法和频域维纳滤波算法有明显提高。     

Optimal FIR and IIR Hilbert transformer design via LS and minimaxfitting

A method for the design of both finite impulse response (FIR) and infinite impulse resonant (IIR) digital Hilbert transformers, based on a parameter estimation method for linear systems, is presented. The first approximation is performed in a least-squares (LS) sense in the complex domain. An iterative extension of the algorithm is also presented. It results in an approximation in a minimax (Chebyshev) sense and is also in the complex domain. The procedures described can be used for the design of digital filters other than Hilbert transformers since the desired frequency response is given point by point     

Noise-predictive maximum-likelihood method combined with infiniteimpulse response equalization

An infinite impulse response (IIR) can closely approximate the high density magnetic recording channel response with only a single pole and a small number of zeros. As a consequence, a near-optimal performance can be achieved with the Viterbi algorithm (VA) incorporating a single-tap noise predictor. The number of states in the VA trellis is determined by the number of zeros used in the IIR modeling of the channel response. The single noise-predictor tap corresponds to the single pole in the IIR model. The overall complexity for a given level of performance is smaller with this approach than with the noise-predictive maximum-likelihood (NPML) method based on conventional partial response equalization     

利用子空间的投影和跟踪改进OFDM信道估计

OFDM系统的LS信道估计可看作真实信道频率响应的一个有噪观察值，因此可采用子空间投影方法对噪声进行压缩。分析了利用子空间投影方法改进LSOFDM信道估计性能的实质，给出了利用子空间投影改进OFDM信道估计的一般框架，在此基础上将子空间投影推广到非LS信道估计方法。当信号子空间随时间变化时，需要采用子空间跟踪技术保持对信号子空间的良好估计，因此提出了一种基于子空间跟踪的参数化信道估计方法，仿真表明这种方法在性能上优于非参数化时的相应方法。     

基于小波分解的时变信道盲辨识

针对传统的信道盲辨识算法很难适应时变信道模型的问题，提出了一种基于小波多分辨率分解的时变信道盲辨识算法．该算法首先应用小波多分辨率分解原理来近似建模时变信道；然后，利用信道输出序列的二阶统计量对时变信道的小波分解模型的小波系数进行两级盲辨识；最后，应用估计的小波系数即可重构时变信道的冲激响应．仿真结果表明，该算法可很好地完成周期时变信道的盲辨识与盲均衡任务．     

Computationally efficient ray-tracing technique for modelling ultrawideband indoor propagation channels

The design and development of high-speed data wireless communication systems within buildings call for the investigation of the ultrawideband indoor propagation channel. To date, ray tracing (RT) based approaches have been widely used to characterise the channel; unfortunately, such techniques, although accurate, turn out computationally intensive. In this work, a parallel ray (PR) approximation is successfully used to significantly improve the computational efficiency of the RT method. The accuracy and the applicability of the proposed approximation are assessed through the analysis of the mean square error between the impulse responses obtained with the PR and the RT methods.     

Equalisation of SIMO-OFDM systems with insufficient cyclic prefix in doubly selective channels

Time variations of a doubly selective wireless channel and insufficient cyclic prefix (CP) length of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission system cause intercarrier interference (ICI) and interblock interference (IBI) as significant limitations. This paper investigates the problem of joint ICI and IBI mitigation in single-input multiple-output OFDM (SIMO-OFDM) systems. It is assumed, unlike most existing literature, that the channel delay spread is larger than the CP, and also the channel varies on each OFDM block. First, doubly selective channel is modelled using basis expansion model (BEM) and a closed-form expression for signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) is derived. Then, a time-domain equaliser is developed, which maximises the SINR for all subcarriers. Moreover, a frequency-domain equalisation approach is proposed which is based on the MSE minimisation per tone. A low-complexity implementation of the pertone equaliser is also derived. An important feature of the proposed equalisers is that no bandwidth expansion or redundancy insertion is required except for the CP. Finally, complexity comparison and simulation results over Rayleigh fading channel are provided to illustrate the effectiveness of the proposed approaches. Since both equalisers are designed in the frequency domain, they provide significant interference cancellation.     

基于空时块编码和正交脉冲的MIMO系统性能研究

为了有效利用脉冲无线电(IR)的短距离、高数据速率以及多输入多输出(MIMO)通信系统的更大容量,提出了一种基于空时块编码(STBC)和正交脉冲的MIMO超宽带(UWB)通信系统。具体实现是通过对标准单输入单输出(SISO)脉冲无线电系统的直接序列超宽带作为多址(MA)技术的IR-MA信号模型以及信道模型、收发器结构和检测方法的分析,提出了一种把空时块编码和正交脉冲相结合的新方法,并采用FS-rake相干接收(CR)和非相干接收(NCR)技术及IEEE UWB信道模型对其获得的空间分集和编码性能进行了研究,从而得到可以相对较好地描述高信噪比时的性能变化趋势的理论上限值。仿真结果表明,这种STBC-IR方案相比于传统的单链路-脉冲无线电(SL-IR)方案,可获得更好的空间分集和编码增益,可用于增加传输距离和减少rake接收机的复杂性,而且在UWB通信中,STBC-IR方案还能很好地消除定时抖动的影响。     

OFDM水声通信系统的LS-OMP信道估计

对于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信系统,最小二乘(Least Squares,LS)信道估计方法受噪声影响较大,并且使用的导频数量较多,影响通信效率。而基于压缩感知理论的正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)信道估计方法可以充分利用水声信道的稀疏特性,同时能够有效地抑制系统噪声,但控制迭代运算次数的相关参数(稀疏度或误差容忍值)是OMP算法的关键条件。针对上述问题,提出了利用少量导频随机分布的LS和OMP联合的信道估计方法,该方法首先利用少量导频采用LS方法估计出OMP算法的误差容忍值,再利用OMP算法恢复数据子载波的信道信息。理论分析和仿真结果同时表明,与传统的LS算法或OMP算法相比,新算法能够在数据恢复的同时有效抑制系统噪声,应用稀疏特性及较少量的导频,进一步提高了系统的频谱效率,对时变稀疏水声信道具有更好的适应性。