无线通信中基于导频的OFDM信道估计算法仿真研究

提出了利用三次样条插值算法和最小均方误差(MMSE)算法代替线性插值算法和基于变换域的插值算法对OFDM系统的数据符号处的信道系数进行估计,并且在导频间隔不同时对4种算法进行了比较分析。仿真结果表明:改进后的算法可以大大节省系统的信噪比增益;在同时考虑计算复杂度和估计性能的条件下,导频宽度不同时,应采用不同的插值算法。当子信道具有频率选择性时,三次样条插值算法是最佳选择。     

OFDM系统中信道估计的插值方法分析

近年来,正交频分复用(OFDM)技术已被越来越多的人所关注,并且在IEEE 802.11无线局域网中得到实际应用.在OFDM系统中一般要进行信道估计,本文对常用的四种信道估计插值方法进行了分析,并给出了仿真结果.结果表明,采用离散傅立叶插值所得到的效果最好;采用三阶样条曲线插值次之;采用基于二阶多项式插值的方法比三阶样条曲线插值又要差些;采用线性插值的方法所得到的效果最差.     

基于多项式模型和卡尔曼滤波器的正交频分复用自适应信道估计算法

在正交频分复用(OFDM)系统中,为了准确地检测接收信号并实现解调,必须对信道的传输函数进行准确估计.本文提出了一种适用于OFDM通信系统,基于二阶多项式模型和卡尔曼滤波器(Kalman filter)的自适应信道估计算法.利用二阶多项式模型对无线时变信道进行建模,通过合理安排插入导频结构,使用块状导频,可以使得原本二维的时频多项式模型减少到一维,降低信道估计算法的复杂度.同时,在多项式模型的基础上,将时变无线信道等效为一autoregressive(AR)过程,从而建立起卡尔曼滤波器的过程方程与测量方程,通过卡尔曼滤波器的递推公式,即可实现对多项式模型参数的自适应估计.本文提出的算法可以仅使用最少的导频(即与多项式模型参数相同个数的导频)实现准确的信道估计.由于每次所需导频个数的减少,接收端所需存储的未解调信号的数量也随之降低,大幅减少了接收端所需的存储空间.计算机仿真证明,与线性插值算法和基于二阶多项式模型算法的信道估计相比,在相同输入信噪比和归一化多普勒频移条件下,本文提出的算法具有较低的误码率.     

基于二维DCT的LS信道估计

把二维DCT变换引入传统的LS信道估计算法，提出了一种基于DCT2／IDCT2的OFDM系统信道估计方法．通过对具有瑞利衰落信道的典型OFDM系统仿真，该算法性能比传统的LS算法有明显提高，尤其在低信噪比时该方法对系统性能提升更为突出，并研究了该算法性能受插值方法和多普勒频移的影响．     

正交频分复用系统中改进的FFT插值算法

提出了一种基于快速傅里叶变换的边缘扩展信道插值算法(EFFT),该算法对正交频分复用(OFDM)符号有效频带边缘的两端频点作镜像线性扩展,使增加的导频信息能改善有效频带边缘附近的信道估计性能.仿真结果表明,在低阶调制且信噪比(SNR)较低时,EFFT插值算法的性能与维纳滤波信道估计算法相当,且较传统快速傅里叶变换(FFT)插值算法的均方误差(MSE)提升1dB左右.在实现复杂度方面,EFFT算法与FFT算法相当,与维纳滤波算法相比运算量明显降低.EFFT算法不需要对现有技术标准进行改动,也不会降低系统的传输效率.     

OFDM系统中一种信道估计频域插值算法

对信道的准确估计是提高相干解调的正交频分复用(OFDM)系统性能的关键。在OFDM系统中,提出了频域内用均匀分布的导频符号,用离散Fourier变换(DFT)域插值思想,在时域对冲激响应用包络加权的方法完成频域信道估计。与传统的DFT变换域方法、线形插值方法进行了比较,并根据硬件实现的难易对加权因子做了几种简化。仿真结果表明,在低信噪比下,该方法估计的信道归一化均方误差明显小于其他算法,但随着信噪比的增加,性能改善逐渐较小。该方法复杂度增加很少,适合于工程实现。     

基于多普勒辅助和门限定阶的LMMSE信道估计算法

基于门限定阶的LMMSE信道估计方法在高速时变环境下均方误差(MSE)较大,因此本文提出一种基于多普勒辅助和门限定阶的LMMSE信道估计算法.该方法将一种多普勒辅助的插值方法应用到基于门限定阶的LMMSE信道估计算法中,以此来降低多普勒频移对信道估计的影响,减小了MSE且并不明显增加运算量.仿真实验表明,在移动台速度达到300 km/h,信噪比为10时,本文算法比自适应定阶的MMSE算法的MSE减小26.5%;当移动台速度迭到300 km/h,误码率性能为10~(-2)时,本文算法与自适应定阶的MMSE信道估计算法相比输入信噪比有1dB的改善.     

正交频分复用-多天线系统的盲信道估计算法

为了解决多天线系统的识别模糊问题,提出一种基于系统输出信号二阶统计的正交频分复用多天线(OFDM-MIMO)系统盲信道估计算法。该算法从频域角度出发,从而将有限冲击响应信道的识别简化为一系列的无记忆系统识别问题。利用信道频率相关特性降低了算法复杂度,同时解决了算法对样本数的依赖问题。为了去除盲识别的模糊度,设计了带少许导频插入的OFDM-MIMO系统结构,研究了算法的估计精度及其对信道容量的影响。仿真结果表明:2发2收,1024子载波的OFDM-MIMO系统在信噪比为20dB时盲估计的归一化均方误差约为10-2。另外,子载波信道的容量结果表明,在信道变化较快时该文提出的盲估计算法相对于训练方法有明显的容量优势。     

基于二维DFT的多导频模式OFDM信道估计算法

提出了一种正交频分复用 (orthogonal frequencydivision multiplexing,OFDM)系统中的抗噪声信道估计算法 ,适用于块状、梳状、格形和菱形导频模式。该算法通过导频位置偏移量预校正、二维离散 Fourier变换 (DFT)和变换域滤波消除噪声的影响 ,利用变换域补零和二维反离散Fourier变换进行信道传输函数插值 ,并使用变形 cos窗抑制插值过程中的频谱扩散。仿真结果表明 :该算法的系统性能明显优于传统信道估计算法 ,采用该算法获得了约 2 d B的每 bit信噪比增益。该算法在宽带 OFDM系统中有应用潜力     

二阶和四阶矩信噪比估计法研究

对于二阶和四阶矩信噪比估计法在实信道和复信道中的应用进行了研究,并对该算法应用于AWGN信道中的性能进行仿真分析,结果表明当数据观察长度在2000以上时,在实际信噪比为[-5,25]dB内,该算法可以控制估计标准差在0.2dB内.     

基于DVB-T的OFDM系统的信道估计研究

DVB-T标准中采用了OFDM编码调制技术来提高系统的频谱利用率和抗多径干扰的能力,为了能够准确地解调OFDM信号,需要对接收到的信号进行信道估计.而基于导频的信道估计是通过导频子信道的响应计算出整个信道的响应,它能够很好地跟踪信道的变化,在计算复杂度不是很高的情况下能够达到较好的性能,是一种比较实用的信道估计方法.本文讨论了DVB-T系统中基于导频的信道估计方法,并提出了一种时频二维插值信道估计方法.仿真结果表明,二维插值信道估计较一维插值具有更好的误码率性能.     

结合Walsh变换与LDPC码的OFDM信道估计算法

为了提高正交频分复用 (OFDM)系统的信道估计精度 ,提出了一种结合 Walsh变换和低密度奇偶校验 (L D-PC)码的信道估计算法。该算法利用信道传输函数的频域相关性 ,通过 Walsh变换和变换域滤波降低了 OFDM系统的信道估计方差 ,同时利用 L DPC码强大的纠错能力提高了系统的整体性能 ,使系统在欧洲电信标准组织信道模型下每比特信噪比门限降低了近 2 d B。结果表明 ,该算法在未来宽带OFDM系统中具有应用潜力     

改进的自适应最优低秩信道估计算法

针对正交频分复用系统中线性最小均方误差(LMMSE)信道估计算法计算复杂度高,且存在当信道的统计特性与先验知识不匹配时估计性能恶化的问题,利用信道频域冲激响应的移动平均自相关函数,结合子空间分解、跟踪和序列正交原理,提出一种改进的自适应最优低秩信道估计算法.对比文中算法和LMMSE算法、LS算法和联合AIC(akaike criterion)秩估计准则的自适应低秩信道估计算法,结果表明:文中算法的秩估计更为精确;在插入导频数量较少的情况下,改进的信道估计算法能获得更高的信噪比性能增益.     

DCT插值算法在OFDM水声信道估计中的应用

海洋声信道是一种复杂的时-空-频变参信道,信道估计的准确程度直接影响着整个系统的性能。本文首先分析了水下声信道估计的基本方法,介绍了基于DFT的信道估计算法,并重点介绍了离散余弦变换(DCT)的插值算法,最后在仿真得到的水声信道模型下对两种算法性能进行了仿真。基于DCT的信道估计算法在水声信道时延为非整数倍采样间隔时可有效抑制信号的频谱泄露问题,从而改善系统的性能,更加适合于时变的水声信道。仿真结果表明该算法在改善系统性能方面优于基于DFT的信道估计算法。     

基于非零导频子载波的移动WiMAX信道估计和插值研究

在M.1225车速120km/h信道模型下,根据移动WiMAX的移动性和前导码的结构特点,利用非零导频子载波进行信道估计。探讨了2种信道估计算法和3种插值技术,并对其中的Cubic插值技术进行改进以降低计算复杂度。经仿真发现利用LS算法和Cubic简化插值技术进行信道估计能很好地实现性能与复杂度的折中,在实际系统中可获得满意的BER性能。     

MIMO-OFDM系统的时域导频信道估计算法

多天线正交频分复用(M IM O-OFDM)系统作为一种高速率无线通信的有效方式,其信道估计技术占有非常重要的位置。基于M IM O-OFDM系统的导频设计准则及特性,该文提出一种多径M IM O信道下用于多径定位和时域信道估计的算法。该算法从时域出发,首先利用所设计导频在时域上的循环移位正交性来获取多径信道的定位,从而利用时域导频符号来获取多径信道时域响应信息。仿真实验结果表明相比传统的频域信道估计插值算法,该算法在较低运算复杂度下可以获得信道估计性能的明显改善,同时作为导频符号的G o lay互补码有效降低OFDM系统功率峰均比(PAPR)2~5 dB。     

基于非零导频子载波的移动WiMAX信道估计和插值研究

在M.1225车速120 km/h信道模型下, 根据移动WiMAX的移动性和前导码的结构特点,利用非零导频子载波进行信道估计。探讨了2种信道估计算法和3种插值技术,并对其中的Cubic插值技术进行改进以降低计算复杂度。经仿真发现利用LS算法和Cubic简化插值技术进行信道估计能很好地实现性能与复杂度的折中,在实际系统中可获得满意的BER性能。     

一种CMMB系统信道估计与均衡器实现方案

提出了一种针对CMMB系统的信道估计和均衡方案,信道估计在时域上采用2种插值算法根据条件可选的方法,以提高其性能.给出了仿真结果,并给出了相应的硬件实现结构和综合结果.根据FPGA验证结果,这一针对CMMB的信道估计和均衡方案可以抗多普勒频移400 Hz以上.在200 Hz多普勒频移,15 dB信噪比的条件下,其误比特率可以达到0.4%(BPSK调制,TU-6信道)和1%(QPSK调制,TU-6信道).整个模块规模约为64.5万门.其中memory部分复用了系统已有的memory 98304比特(约12.5万门).     

煤矿井下OFDM自适应调制技术

煤矿井下环境恶劣,多径效应带来噪声增加和误码率上升,使通信质量下降。针对这一情况,将正交频分复用（OFDM）自适应调制技术引入井下无线通信系统,选择瑞利衰落信道模型,采用SVD算法和低通滤波、三次样条插值算法进行信道估计和插值,并对OFDM自适应调制算法进行性能仿真。结果表明,自适应调制算法的误码率性能明显优于固定调制;SBLA自适应调制算法比Greedy、Fishcher和Chow算法更易实现;低通滤波插值算法比三次样条插值法更能准确估计信道特性。该研究为煤矿井下信息的实时、高速、准确传输提供了技术参考。     

MIMO-OFDM中稀疏度自适应的信道估计方法

将压缩感知应用在稀疏度未知的多天线正交频分复用(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing,MIM0-OFDM)系统信道估计中,提出一种2级阈值的变步长自适应匹配追踪(variable step size adaptive matching pursuit,VssAMP)算法,利用残差值确定第1级阈值调整稀疏度步长,提高信道稀疏度的估计精确度,利用噪声能量和信噪比(signal to noise ratio,SNR)确定第2级阈值控制算法迭代条件,降低小信噪比时信道重构误差.理论分析和仿真结果表明,该算法减小了初始步长对信道稀疏度估计精确度的影响,解决了VssAMP算法阈值难以确定的问题,相比原算法提高了信道估计精确度.