快时变信道下基于深度学习的OFDM系统信道估计

针对快时变信道的非平稳特性会造成信道估计性能变差的问题，在基扩展模型下提出了一种基于深度学习的信道估计算法，并将其应用于正交频分复用(orthogonal frequecy division multiplexing, OFDM)系统中。首先，根据快时变信道矩阵的局部相关特性，构建时频特征提取网络，利用卷积结构提取快时变信道在时域和频域的相关特征，并嵌入到下一级网络中进行特征的融合。其次，利用门控循环网络捕捉信道在不同符号处的变化相关性，在快时变信道环境下实现更准确的信道估计。仿真结果表明，与其他快时变环境下的信道估计算法相比，算法的估计性能提升明显；同时，网络的轻量化结构使算法的复杂度最低下降20%。     

基于RLS-SVM的OFDM信道估计算法

为了提高OFDM系统的传输效率,提出了一种新的信道估计算法.通过改变导频模式,在一个OFDM符号的前若干子载波处插入导频,并在导频处进行信道估计,在此基础之上,采用递归最小二乘支持向量机(RLS-SVM)测后续子载波处的信道频率响应.仿真结果表明,在违反采样定律的情况下,与传统的信道估计算法相比,基于RLS-SVM的信道估计算法获得了较好的性能,在同样的传输速率下,减少了导频个数,提高了系统的传输效率.     

一种基于时频对偶特性的空频多普勒OFDM编码方案

基于时频对偶特性,提出了时变Doppler衰落信道下空频多普勒OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)编码的一种新方案。在时变信道Doppler基扩展(BEM,Basis Expansion Model)模型的基础上,利用时频对偶性及循环矩阵的对角化处理,实现了时变Doppler衰落信道的线性化变换。通过OFDM调制,利用矩阵分块方法对OFDM子载频分块并按块进行复正交编码设计,实现了一般性MIMO系统中的空频多普勒OFDM编码。采用前端星座预处理与空频多普勒OFDM编码级联的方法,从而实现了包括信道Doppler分集在内的系统全分集增益。理论分析及实验仿真表明,新编码方案能稳健有效地对抗信道Doppler衰落,具有更高的频带利用率及更低的误比特率。     

MIMO-OFDM/OQAM系统中基于导频的时域信道估计方法

针对基于交错正交幅度调制的多输入多输出正交频分复用(multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing with offset quadrature amplitude modulation,MIMO-OFDM/OQAM)系统的信道估计问题,构造了基于导频的时域信道估计模型,利用导频符号估计信道的时域脉冲响应。与传统的频域信道估计方法相比,这种方法需要的导频数量较少,并且在存在严重频率选择性衰落的信道条件下也有较好的估计性能,理论分析和仿真结果表明了算法的有效性。     

改进的OFDM/OQAM预编码信道估计方法

基于偏移正交幅度调制(offset quadrature amplitude modulation,OQAM)的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统为获得良好的系统性能,系统在接收端的信道估计是重要一环。针对离散导频OFDM/OQAM系统的信道估计问题,分析了该系统典型的预编码方法,指出了其计算复杂度大的问题。在此基础上,提出了一种改进的预编码方法。该方法采用两个预编码矩阵,减少了每次编码的时频格点数目。该方法减小了预编码矩阵的维数,进而显著降低了系统信道估计的计算复杂度。仿真结果表明,在相同的信道条件下,该方法能够保证与预编码方法相近的信道估计精度,同时有效降低系统计算复杂度。     

OFDM水声通信系统LS-DFT信道估计算法

对于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)水声通信系统,频域最小二乘(least square, LS)信道估计算法受噪声影响较大,离散傅里叶变换(discrete Fourier transform, DFT)插值算法引入了由于空载波所产生的误差。针对上述问题,提出了一种LS-DFT信道估计算法,先对导频子载波进行LS信道估计,再通过DFT作降噪处理,然后通过误差对比和数据替换,得到一组新的导频信道估值,最后通过线性插值获得数据子载波处的信道估值。理论分析和仿真结果均表明,该算法能以较小的复杂度有效提升系统的性能。     

基于IEEE802.16的OFDM系统中信道估计的新内插方法

介绍了OFDM系统中两种基于导频的信道估计算法:最小均方误差(MMSE)算法和最小二乘(LS)算法.LS算法具有实现简单,收敛速度快等特点,很多实际的OFDM系统都采用了这种方法.在采用梳状导频进行信道估计的系统中,通常需要内插的方法来获取非导频位置的信道信息.因此针对非导频位置信道的线性内插方法进行了深入研究,提出了新的线性内插方法,即从幅度和相位角度实现内插,区别于传统的实部和虚部分别内插的算法,在某些信道环境下能够更好的恢复出非导频位置信道估计值.以基于IEEE802.16的OFDM系统为例,与传统的线性内插方法进行了比较.均方误差,误差矢量幅度以及误比特率的仿真结果表明,新方法估计的性能更忧.     

高效率高精度的OFDM载波频率捕获和信道估计算法

实现简单、精度高的载波频率捕获和信道估计算法是OFDM研究的重点。本文根据OFDM系统特点，分析了OFDM系统的时域载波频率捕获和信道估计方法。提出使用同一种辅助数据帧，利用两种不同的算法，进行载波频率捕获和信道估计的思想。这种算法提高了系统的频谱利用率，同时也具有容易实现的特点。仿真结果表明，算法具有不受定时误差影响，精度较高，计算量较少等优点。     

OFDM/OQAM系统中基于BEM信道模型的盲载波频偏估计算法

针对时频双选衰落信道下基于交错正交幅度调制的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing with offset quadrature amplitude modulation,OFDM/OQAM)系统的频率同步问题,将双选信道建模为复指数基扩展模型,证明了存在载波频偏情况下OFDM/OQAM接收信号的二阶循环平稳特性,在此基础上,提出一种OFDM/OQAM系统载波频率偏差的盲估计算法。理论分析和仿真结果表明由该方法构造的估计器不仅能够有效地抵抗双选信道引起的衰落而且具有很好的抗噪性能,从而可以实现对载波频偏的稳健估计。     

基于信道多普勒特征的外辐射源雷达杂波抑制方法

利用数字广播信号的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplex, OFDM)调制特性,提出一种基于信道多普勒特征的外辐射源雷达杂波抑制方法。首先,在子载波域获取每个OFDM符号的频域信道响应值,然后将该信道响应值变换到时域,并在时域利用信道多普勒特征构造杂波子空间项,用于抑制零频和非零频杂波。所提方法杂波子空间构造与发射信号无关,可离线生成,简化了信号处理流程,降低了计算复杂度。仿真和实测数据均验证了所提方法的有效性。     

多频带OFDM超宽带系统同步及信道估计算法

针对标准多频带正交频分复用超宽带系统,基于前导训练序列研究其同步及信道估计算法。相关检测用取中点来减小粗定时误差范围。细定时利用系统零保护间隔的特点找相邻窗口最小能量比,对频偏不敏感且抗多径干扰。对定时位置进行修正,避免了信息数据的丢失及符号间串扰。采用基带数字域跳频解跳的机制,使载波频偏的影响归结为与单频带系统一致,简化了同步算法。仿真表明,在较恶劣的信道条件下,残余定时误差仍很小,并由信道估计及均衡有效的吸收,频率同步及系统差错性能良好。     

多径信道下ZP-OFDM信号的时域参数盲估计

针对低信噪比多径信道下,零前缀正交频分复用（zero prefix orthogonal frequency division multiplexing, ZP-OFDM）信号时域参数估计精度低的问题,提出了一种改进的ZP-OFDM信号时域参数盲估计方法。该方法首先计算信号的功率自相关函数,并利用小波消噪及平滑滤波对其进行预处理,通过检测峰峰值距离的方法完成符号总长度的估计。然后计算单位符号总长度数据的幅度平方值并对其进行小波分解与重构,设定门限提取一个零前缀估计值。最后通过多段数据联合估计确定最终的零前缀估计长度。仿真实验结果表明,在低信噪比多径信道条件下,提出ZP-OFDM信号的时域参数盲估计方法具有良好的估计性能。     

基于响应估计频域拟合的通道均衡方法

阵列各个天线、射频组件等在大信号带宽下引起的响应不同,造成了通道的不一致性,使得阵列的谱估计性能严重恶化.针对内定标无法校准天线馈线、已有外校准方法的性能受噪声影响严重和盲自适应过程依赖参考信号的问题,提出基于单一外部线性调频连续三角波信号源响应估计频域拟合的通道均衡方法.首先通过滑动协方差矩阵特征值分解和已知信源的理...     

基于压缩传感的MIMO-OFDM水声通信信道估计算法

充分利用水声信道的稀疏特征,提出一种基于压缩传感理论的多输入多输出正交频分复用(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing, MIMO-OFDM)水声通信系统信道估计算法。在MIMO-OFDM水声通信系统模型的基础上,考虑Doppler频移的影响设计符合压缩传感理论框架的过完备字典,利用一系列非正交基在过完备字典下描述待重建信号。通过对比分析基追踪降噪、丹茨格选择器以及正交匹配跟踪3种算法的信道估计性能,进一步证明了算法的有效性。仿真实验结果表明,基于压缩传感的稀疏信道估计算法具有优于传统最小二乘算法的信道估计精度,并且在最小二乘矩阵求逆奇异的情况下仍能准确地估计出信道参数;在计及Doppler频移的影响时,直接压缩传感估计优于补偿后的压缩传感估计方法。     

Compressed sensing based channel estimation for fast fading OFDM systems

A compressed sensing (CS) based channel estimation algorithm is proposed by using the delay-Doppler sparsity of the fast fading channel. A compressive basis expansion channel model with sparsity in both time and frequency domains is given. The pilots in accordance with a novel random pilot matrix in both time and frequency domains are sent to measure the delay-Doppler sparsity channel. The relatively nonzero channel coefficients are tracked by random pilots at a sampling rate significantly below the Nyquist rate. The sparsity channels are estimated from a very limited number of channel measurements by the basis pursuit algorithm. The proposed algorithm can effectively improve the channel estimation performance when the number of pilot symbols is reduced with improvement of throughput efficiency.     

基于不完全信道信息的MIMO双向中继系统线性预编码算法#br#

针对配置两个通信节点的多输入多输出双向中继系统,提出一种基于不完全信道状态信息的预编码设计方案,该方案综合考虑信道估计误差与信道反馈延迟的情况。在中继发射功率受限的条件下,以最小均方误差为准则设计以预编码矩阵为变量的优化问题,提出矩阵分解和联合迭代两种线性预编码算法。矩阵分解法通过矩阵分解推导得到中继矩阵的闭式解;联合迭代法利用迭代算法交替迭代来联合优化预编码矩阵和接收端处理矩阵,直到算法收敛数。仿真结果表明,随着信噪比由0到25 dB逐渐增大,与现有方案相比,矩阵分解法能有效地降低系统的误比特率,联合迭代法能获得最佳的系统性能提升。     

基于EM的MIMO-OFDM系统MAP信道估计算法

最大后验概率（maximum a posteriori, MAP）信道估计算法应用于MIMO-OFDM系统时将带来大规模矩阵求逆和乘积运算,且OFDM符号的数据传输效率随着发送天线的增多逐渐下降。针对这些弊端,提出一种基于期望最大化（expectation maximum, EM）的MAP信道估计算法,并分析了算法的性能。该算法利用EM算法把多输入输出信道估计问题化简为一系列独立的单输入输出问题,避免了大规模矩阵运算,降低了MAP算法的计算复杂度;为进一步改善MAP算法的数据传输效率及其估计性能,可通过对多个连续的OFDM符号进行联合信道估计。通过仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于联合子带ANM的小快拍宽带DOA估计方法

针对被动探测系统中,经典宽带信号波达方位(direction-of-arrival, DOA)估计方法在小快拍条件下无法直接有效地进行方位估计的问题,提出了一种基于联合子带最小原子范数(atomic norm minimization, ANM)的小快拍宽带信号方位估计方法。该方法首先将宽带信号划分的各子带聚焦到参考频点,再联合聚焦后的子带进行数据矩阵重构,最后通过ANM半正定规划优化,构造并恢复出一个最优的Toeplitz矩阵。该Toeplitz矩阵经过特征分解,能获得准确的信号子空间,从而实现有效的DOA估计。仿真结果表明,本文所提的方位估计方法在小快拍条件下具有良好的DOA估计性能,且能够估计相干源目标。