Compressed sensing-based time-domain channel estimator for full-duplex OFDM systems with IQ-imbalances

In full-duplex orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems with in-phase and quadrature (IQ) imbalances, a time-domain least squares (TD-LS) channel estimator is proposed for estimating both the source-to-destination (intended) and the destination-to-destination (self-interference) channels. To further improve the performance, an adaptive orthogonal matching pursuit (OMP) is proposed and its sparsity is estimated by a threshold method. Finally, the full-duplex interference is removed using serial interference cancellation and sphere decoding is used to complete the maximum likelihood detection. Simulation results demonstrate that in terms of both the mean square error (MSE) and the bit error rate (BER), the proposed adaptive OMP performs better than the TD-LS by exploiting the sparse property of the channel. Additionally, compared to the gradient projection, the proposed adaptive OMP is better in the low and medium signal-to-noise ratio (SNR) regions and marginally worse in the high SNR region.     

基于压缩感知的SAR图像鲁棒编码传输

目的 尽管传统的联合信源信道编码方案可以获得高效的压缩性能,但当信道恶化超过信道编码的纠错能力时会导致解码端重构性能的急剧下降;为此利用压缩感知的民主性提出一种鲁棒的SAR图像编码传输方案,且采用了一系列方法提高该方案的率失真性能。方法 考虑到SAR图像丰富的边缘信息,采用具有更强方向表示能力的方向提升小波变换(DLWT)对SAR图像进行稀疏表示,且为消除压缩感知中恢复非稀疏信号时存在的混叠效应,采用了稀疏滤波方法保证大系数的精确恢复,在解码端采用了高效的Bayesian重建算法获得图像的高性能重建。结果 在同等码率下,与传统的联合信源信道编码方案CCSDS-RS相比,本文方案可以实现更加鲁棒的编码传输,当丢包率达到0.05时,本文方案DSFB-CS获得的重建性能明显要高于CCSDS-RS;与基于Bayesian重建算法TSW-CS的传统方案相比,本文方案可提高峰值信噪比(PSNR)3.9 dB。结论 本文方案DSFB-CS 实现了SAR图像的鲁棒传输,随着丢包率的上升,DSFB-CS获得的重建性能缓慢下降,保证了面对不稳定信道时,解码端可以获得相对稳定的重构图像。     

无人机地空信道迭代接收机策略设计

以无人机数据链通信为背景,研究无人机地空信道的特性,得出该信道为频率选择性慢衰落信道,同时建立了适用于计算机仿真的无人机地空信道模型.为解决信息传输过程中的符号间干扰(ISI,inter-symbol interference)问题,将turbo均衡技术引入接收机中,同时针对慢变信道,结合基于LS算法的初始信道估计以及基于LMS算法的迭代信道估计技术,提出了一种适用于无人机地空信道的接收机策略,通过与自适应均衡技术和一次信道估计策略相比较,迭代接收策略在性能上要好于自适应均衡技术和一次信道估计策略,提出的低复杂性接收机策略可以为无人机地空通信提供有利的技术支撑.     

一种MIMO-OFDM系统的信道估计算法

导频辅助的最小平方（LS）算法是MIMO—OFDM系统中常用的信道估计方法,特点是易于实现,但精度不高。基于最小均方误差（MMSE）的信道估计算法性能较好,但复杂度高,难以实现。提出了一种基于离散傅里叶变换（DFT）的信道估计算法,首先将LS信道估计循环前缀长度以外的时域响应值置零,然后选择重要路径,再通过计算参考导频的相位偏移量来进行补偿,最终实现信道的估计。算法能够满足一定的估计精度,且便于实现。仿真数据证明了算法的有效性。     

MIMO-OFDM系统中基于小波包的信道估计方法

对多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中基于导频辅助的最小二乘(LS)信道估计算法进行研究,针对LS算法对噪声影响比较敏感的缺点,提出了一种基于小波包去噪的信道估计方法,对导频符号的信道响应进行去噪处理后,再做内插估计.根据该方法的思想,基于长期演进(LTE)协议进行计算机仿真与分析,结果表明该方法比传统的LS估计算法具有更好的性能,能够有效减小信道噪声的影响,提高信道估计精度.     

一种DTMB系统信道估计改进算法

为减小拖尾效应和加性噪声对数字电视地面广播(DTMB)系统的信道估计精度的不利影响,针对DTMB系统帧头模式2下的信道估计,提出一种改进的最小二乘(LS)信道估计算法.该算法采用试凑法从DTMB系统信号帧中PN帧头序列内选取最佳的一段PN序列,利用所选取最佳PN序列构造用于改进的LS信道估计算法的最优频域子载波,使用改进的LS信道估计算法获取信道的脉冲响应估计初值;并根据信号的正交振幅调制(QAM)方式,选取最佳噪声门限对信道的脉冲响应估计初值进行时域滤波去噪,以获得信道脉冲响应终值.仿真结果表明,该算法可有效减小拖尾效应和加性噪声对信道估计精度的影响,提高DTMB系统在帧头模式2下信道估计的精度.     

一种适用于 LTE 上行链路的低复杂度信道估计算法

提出了一种适用于3GPP长期演进（Long Term Evolution,LTE）系统上行链路的信道估计算法。为了降低抑制噪声过程中信道能量的损失,该算法对最小二乘（Least Square,LS）算法的时域结果采用从中间向两端搜索的方式进行能量检测。仿真结果表明,该算法与LS算法、传统的基于DFT的估计算法、线性最小均方误差（Linear Minimum Mean Square Error,LMMSE）算法及负指数LMMSE算法相比,性能良好,且易于实现,具有很好的实用性。     

基于最小二乘的UWB信道盲估计算法

针对超宽带系统的离散信道模型,利用接收信号的一阶统计量,提出一种基于最小二乘（LS）的盲信道估计算法。利用接收信号的循环卷积特性,在一个符号间隔内建立模型,最后利用LS算法求解。仿真表明,该算法与基于导频序列的ML估计方法和LS估计方法相比,均方误差（MSE）性能相差不大,但计算复杂度明显降低,同时提高了系统传输效率。     

基于正交频分复用的线性最小均方误差信道估计改进算法

传统的线性最小均方误差(LMMSE)信道估计要求已知信道的统计特性,而实际应用中无线信道的统计特性往往是不可知的.针对无线信道的不确定性,根据时域信道上能量分布的稀疏性特点,在最小二乘(LS)算法的基础上提出了一种改进的LMMSE信道估计算法.该算法从当前信道置信度较高的频率响应出发,把相邻子载波信道估计误差的比值作为信道响应的加权系数,然后通过加权平均的方法计算出多径信道下的信道响应.该算法避免了繁琐的矩阵求逆与分解运算,能够有效降低算法复杂度.实验结果表明,所提算法总体性能优于LS算法及经过奇异值分解的线性最小均方误差(SVD-LMMSE)估计算法,且其误码率接近于传统的LMMSE算法.     

基于正则总体最小二乘准则的OFDM系统信道估计算法

基于导频的最小二乘(LS)估计方法的优点是结构简单,容易实现,但对噪声和干扰敏感。通过对OFDM系统中由于信道的时变性产生的载波间干扰进行了分析,在此基础上提出正则总体最小二乘(TLS)信道估计算法。根据Tikhonov正则化原理,导出了总体最小二乘正则化解法的计算公式。与一般的LS信道估计相比,TLS方法同时考虑了信道噪声和信道时变特性,所以该算法不仅在一般的信道条件下具有良好的性能而且也适合快变信道条件下的OFDM系统。仿真结果表明,该算法具有很好的均方误差和误比特率性能。     

RIS辅助毫米波系统中基于压缩感知的信道估计

针对可重构智能超表面（RIS）辅助无线通信系统中使用传统信道估计方法导频开销过高的问题,提出了一种基于块稀疏的正交匹配追踪（OMP）信道估计方案。首先,根据毫米波（mmWave）信道模型推导出级联信道矩阵,并将其转换到虚拟角域（VAD）中以获得级联信道的稀疏表示;其次,利用级联信道特有的稀疏特性将信道估计问题转换成稀疏矩阵恢复问题,并使用压缩感知的重构算法进行稀疏矩阵的恢复;最后,通过分析特殊的行-块稀疏结构,对传统的OMP方案进行优化,从而进一步减少导频开销并提升估计性能。仿真结果表明,与传统的OMP方案相比,所提出的基于行-块稀疏结构的优化OMP方案的归一化均方误差（NMSE）减小了大约1 dB。可见,所提出的信道估计方案能够有效减少导频开销并获得更好的估计性能。     

低压电力基于PLC的信道估计算法仿真

研究优化低压电力信道问题,针对低压电力线信道噪声污染严重,由于信道环境恶劣,造成误码率高。为了解决上述问题,采用OFDM系统中对低压电力信道的信道估计算法。传统LS(最小二乘法估计)算法复杂度低但性能受到限制,受噪声影响大。在综合考虑性能和复杂度,提出了新的改进的方法,并针对FFT的时域插值算法的缺陷,采用改进的算法进行仿真。仿真结果表明,改进算法使误码率降低,且减小了噪声的影响,证明信道估计算法提高了信噪比和估计的精度。     

OFDM系统群稀疏信道估计与译码迭代算法

针对OFDM通信中的多径信道估计问题,本文提出了一种群稀疏信道估计和译码迭代算法。在信道估计中,利用了无线多径信道的群稀疏特性,采用群基追踪降噪算法（Group basis pursuit de-noising,Group-BPDN）算法,提高了信道估计的精度。在译码时,采用软输出的维特比算法,从译码输出中提取可信度大的结果,反馈到信道估计的输入部分,与已知的导频信号一起构成新的已知信号集。这样,通过反馈迭代处理,一方面增加了稀疏恢复时的已知信息,提高了恢复的精度;另一方面,新的已知信号集和已估计出的信道响应可以用来估计噪声功率,提高了噪声环境下稀疏恢复算法的精度。仿真实验证明本文算法提升了信道估计性能,降低了误码率。     

基于i-向量和PCA字典学习稀疏表示的说话人确认

稀疏表示以其出色的分类性能成为说话人确认研究的热点,其中过完备字典的构建是关键,直接影响其性能。为了提高说话人确认系统的鲁棒性,同时解决稀疏表示过完备字典中存在噪声及信道干扰信息的问题,提出一种基于i-向量的主成分稀疏表示字典学习算法。该算法在高斯通用背景模型的基础上提取说话人的i-向量,并使用类内协方差归一化技术对i-向量进行信道补偿;根据信道补偿后的说话人i-向量的均值向量估计其信道偏移空间,在该空间采用主成分分析方法提取低维信道偏移主分量,用于重新计算说话人i-向量,从而达到进一步抑制i-向量中信道干扰的目的;将新的i-向量作为字典原子构建高鲁棒性稀疏表示过完备字典。在测试阶段,测试语音的i-向量在该字典上寻找其稀疏表示系数向量,根据系数向量对测试i-向量的重构误差确定目标说话人。仿真实验表明,该算法具有良好的识别性能。     

基于大规模MIMO的散射信道估计技术

随着用户对通信速率的要求日益增长,散射通信的通信容量亟待提升。大规模多输入多输出(MIMO)技术是提升容量的一种重要途径,本文研究基于大规模MIMO的对流层散射通信系统的信道估计问题。首先建立基于二维均匀方形天线阵列的大规模MIMO对流层散射信道模型,其次提出一种信道协方差矩阵估计算法对传统最小均方差(MMSE)信道估计算法进行改进,最后与最小二乘(LS)、传统MMSE算法和理想MMSE信道估计算法的准确度进行对比。仿真结果表明：在信噪比(SNR)为0～25 dB的情况下,传统的MMSE算法的准确度相较于LS算法的提升效果并不明显,与理想MMSE算法的准确度有一定差距;但改进MMSE信道估计算法的准确性优于传统MMSE算法,同等条件下NMSE相同时,其SNR可提升3～5 dB,并随着SNR的增大逐渐逼近理想MMSE算法。     

MIMO-OFDM中的一种最优导频设计算法

从系统设计角度研究了MIMO-OFDM系统的信道估计方法,提出一种基于空频域的最优导频设计算法。该算法适用于快速时变和频率选择性衰落信道,在基于LS准则的信道估计算法中无需矩阵求逆运算,大大降低了复杂性。通过计算机仿真证明该算法在空频编码的信道估计中具有最小MSE性能。     

Detection of sparse targets with structurally perturbed echo dictionaries

In this paper, a novel algorithm is proposed to achieve robust high resolution detection in sparse multipath channels. Currently used sparse reconstruction techniques are not immediately applicable in multipath channel modeling. Performance of standard compressed sensing formulations based on discretization of the multipath channel parameter space degrade significantly when the actual channel parameters deviate from the assumed discrete set of values. To alleviate this off-grid problem, we make use of the particle swarm optimization (PSO) to perturb each grid point that reside in each multipath component cluster. Orthogonal matching pursuit (OMP) is used to reconstruct sparse multipath components in a greedy fashion. Extensive simulation results quantify the performance gain and robustness obtained by the proposed algorithm against the off-grid problem faced in sparse multipath channels.     

一种改进的基于压缩感知的稀疏信道估计算法

分析了突发信号的结构特征,提出了一种改进的基于压缩感知的稀疏信道估计方法。在信道初始估计中,利用前导伪随机序列的自相关特性,估计信道的路径时延,以此初始化稀疏重构算法,增加了信道估计的先验信息。在后续处理中,利用前一时刻已估计出的信道信息,跟踪估计当前时刻的信道信息。仿真证明,与最小二乘估计算法、正交匹配追踪算法和分离近似稀疏重构算法相比,本文提出的算法提高了信道估计的精度,降低了接收系统的误码率。     

基于小波去噪与离散余弦变换相结合的正交频分复用系统信道估计算法

针对传统的基于离散余弦变换(DCT)信道估计算法没有处理循环前缀之内噪声的问题,提出了一种基于小波去噪与DCT插值相结合的正交频分复用(OFDM)系统信道估计方法。首先,采用最小二乘(LS)法对接收到的导频信号进行信道初步估计;然后,对LS法估计出的结果进行离散小波阈值去噪处理;最后,利用DCT插值对循环前缀内的噪声再次处理,以进一步减小噪声的影响。在Matlab 2012平台上仿真,与传统的基于DCT信道估计算法相比较,误码率相同的条件下,所提算法的信噪比(SNR)性能提升了1 dB左右;均方误差相同的条件下,所提算法的SNR性能提升2 dB左右。仿真实验结果表明,该算法能够较好地减小加性高斯白噪声(AWGN)的影响,并有效提高信道估计的准确度,其总体性能较基于DCT的信道估计算法更优。     

TD-LTE下行发射分集自适应信道估计研究分析*

为了研究适用于TD-LTE系统下行信道发射分集模式下的信道估计算法,在基于离散分布的小区专用参考信号基础上分析了最小二乘（LS）和递归最小二乘（RLS）信道估计算法。为了简化MIMO信号检测的复杂度,针对发射分集模式提出了两种信道响应值的修正方法,改善的信道响应修正算法利用了时频域相关特性可以更好地跟踪信道变化。通过MATLAB在瑞利衰落信道下的仿真,表明RLS信道估计性能优于LS信道估计算法,而改善的信道响应修正算法能够进一步提高传统修正算法的性能。