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.     

基于灰建模的OFDM窄带慢衰落慢时变信道估计算法

针对OFDM窄带信道在移动传输环境下的慢时变特性, 提出了一种基于灰建模的信道估计算法. 该算法利用前一时刻的已知信道信息, 建立灰色数学模型, 预测估计下一时刻的未知信道信息, 实现信道的动态跟踪. 理论分析和仿真结果验证了灰建模在以二维时频变量描述的信道估计领域中的可行性. 与传统方法相比, 该算法不仅对窄带慢衰落慢时变信道有良好的估计性能, 而且具有运算低、频谱利用率高等优点.     

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。     

用于有虚载波OFDM系统的信道估计算法

提出了一种适用于有虚载波的正交频分复用系统的改进信道估计算法。由于传统的信道估计器无法估计虚载波处的信道传输函数,从而逆离散傅里叶变换导致信道能量泄漏,使得时域滤波方法不能直接应用。为了解决这个问题,利用信道冲激响应的有限性,推导了以最小二乘法(least square, LS)来估计虚载波处的信道传输函数。进一步观察信号子空间和噪声子空间中噪声的相关性,使用最大后验概率准则估计出信号子空间的噪声并消除其带来的估计误差。该算法不仅可在训练模式下应用,也可推广应用于基于判决反馈的跟踪模式。仿真结果表明,改进算法无误符号率平台效应,且其误符号率较传统LS算法有2 dB的信噪比增益。     

基于波达方向矩阵的MIMO-OFDM系统载频偏移估计

MIMO-OFDM系统中设置虚拟子载波后,时域接收符号向量与经频域信道系数加权的频域发射符号向量之间通过一个范德蒙矩阵相互联系,且该矩阵的列向量的结构决定于载频偏移量。基于此,提出了一种采用波达矩阵方法、利用范德蒙矩阵的移不变结构完成载频偏移估计的闭式频偏估计方法。该方法综合地利用了多收发天线的空域分集效应,降低了信道零点对频偏估计性能的影响,有效地提高了估计的均方误差性能。仿真结果验证了不同天线配置情况下所提出算法的性能。     

基于新息序列修正的输入估计算法

针对传统输入估计算法跟踪机动目标时检测概率和估计精度不高的缺点,提出一种改进的输入估计跟踪算法。算法利用对检测窗内新息序列进行修正以及对卡尔曼滤波状态变量进行补偿的方法,消除了已有机动检测估计对后继机动输入估计的影响,提高了对机动的检测概率和估计精度。理论分析和仿真结果表明,改进后的算法相比原有算法和IMM3算法,不仅跟踪性能有显著提高,而且对加速度缓变的机动也有较好的跟踪能力。     

用于目标跟踪的自适应粒子滤波算法

结合粒子滤波算法,提出了一种能够根据目标运动特征自动确定粒子数的自适应目标跟踪算法。为了准确表示后验概率密度,粒子滤波通常使用大量的粒子。当运动预测准确时,用少量的粒子就可以准确估计概率密度函数。提出的算法利用描述概率密度所需的粒子数和运动估计准确程度之间的关系,自动确定粒子滤波所需的粒子数及其提议分布,提高了粒子的使用效率,避免了由于使用过多粒子而增加跟踪器计算量的问题。实验结果表明该算法可以有效地估计出进行目标跟踪所需的粒子数目。     

SC-FDE系统中基于UW的联合信道估计均衡算法

针对基于特殊字(unique word, UW)帧结构的单载波频域均衡(single carrier frequency domain equalization, SC-FDE)系统提出一种联合信道估计噪声预测最小均方误差-残留码间干扰消除(minimum mean square error-residual intersymbol interference cancellation, MMSE-RISIC)均衡算法。该算法包括噪声预测MMSE-RISIC均衡算法与基于UW的噪声消除时域信道估计算法, 并将频域均衡算法与信道估计算法相结合。最后,利用华北地区300 km的9径散射链路参数进行仿真, 结果表明基于UW的噪声消除时域信道估计算法较基于UW的时域信道估计算法总体性能有所提高, 当误码率为10^-2时信噪比大约有1.2 dB的性能增益; 联合信道估计噪声预测MMSE-RISIC均衡算法相比改进MMSE-RISIC均衡算法性能也有提高, 当误码率为10^-2时信噪比大约有3.2 dB的性能增益。     

低复杂度无线OFDM自适应信道估计算法

提出了一种基于传输信道状态检测的低复杂度无线OFDM系统自适应信道估计算法,利用导频子载波在时频方向对当前信道状态进行统计检测,动态跟踪信道参数的变化特征,自适应选择当前条件下的最优内插滤波系数;同时简化传输信道先验统计信息求解,以此作为滤波系数选择的依据.仿真结果表明,在低复杂度条件下可以获知当前信道模型化参数近似统计信息,利用较少的计算资源就能获得较好的自适应性能;从而有效克服了二维Wiener滤波器实现复杂度高,以及传统信道估计按照最恶劣信道情况上限进行设计所导致的非匹配性估计性能损失.     

基于复合序列的多进制正交扩频系统性能分析

提出了一种可用于高速数据传输的多进制正交扩频系统的设计方法。该方法将复合序列与多进制正交扩频技术相结合,在原有多进制扩频系统规模的基础上可实现更高的传输效率,或者在信息速率一致的情况下大大降低系统结构。对在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道中的性能进行了仿真,结果说明,在系统结构相近的情况下,不仅传输效率提高了17%,而且在低误比特率时抗噪声性能提高0.1 dB;或者,在同样传送6 bit信息时,虽然系统的抗噪声性能在低误比特率时下降了1 dB,但复杂度仅为原来的25%。     

无线传感器网络中的异步协作通信方案

为了改善多跳传感器网络的性能,提出了一种基于三种空间分集技术的异步协作传输模式.该模式是考虑非同步网络传输,多个传感器通过共享天线,形成虚拟多天线发送/多天线接收(MIMO)的协作通信,并利用空时编码、发射天线选择和信号空间分集三种空间分集技术,有效抵制传输信道的衰落,提高了系统的分集增益.通过蒙特卡罗仿真,结果表明,对比传统的单发单收传输模式和异步空时协作传输模式,该传输模式获得了更高的分集增益,提高了系统的性能,从而节省了网络的能量损耗.     

MIMO-STBC子载波资源分配算法研究

正交频分多址是一种无线环境下的高速传输技术,适合在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中传输高速数据。在对与多天线STBC等效的单发单收模型进行研究的基础上,提出了一种适用于MIMO-STBC系统自适应优化的子载波资源分配算法,将复杂的分集增益指标转换为直观的SNR指标,明确表示出接收机SNR与信道相关矩阵之间的关系。仿真实验表明,该算法进一步提高了频谱效率与系统性能。     

基于跨层不等重功率分配的渐进图像传输方案

为了在无线衰落信道下鲁棒和高效地编码传输渐进图像,提出了基于跨层不等重功率分配的编码传输方案。和以往基于不等重功率分配的传输优化方案不同,该方案综合考虑了反馈信道提供的物理层信道状态信息、链路层自动重传信息和应用层压缩编码率失真特性,采用基于解析表达的数值优化算法,求得各个层上最优不等重功率分配策略,减小给定期望传输功率约束下的图像传输失真。实验表明,相对于以往方案,所提方案不但避免了启发式优化算法的高搜索复杂度|而且能大大提高接收端重建图像的峰值信噪比。     

基于调制分集的MIMO DFT-S-OFDM系统

以离散傅里叶变换扩展正交频分复用（discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiplexing，DFT-S-OFDM）技术为核心的单载波频分多址（single carrier frequency division multiple access，SC-FDMA）方案，已经成为第三代合作伙伴计划长期演进项目上行多址技术标准。提出了一种基于调制分集的多入多出（multiple input multiple output，MIMO）DFT-S-OFDM方案。该方案将调制分集和Turbo码相结合，有效利用时间分集和空间分集特性，在衰落信道下，既可以使系统具有较低误码性能，又可以获得较高的频谱效率。仿真结果表明，在最优旋转角度下，通过较小复杂度的增加，提出的系统与传统基于比特交织编码调制技术的MIMO DFT-S-OFDM系统相比，可获得明显的性能优势。     

Improved MIMO-OFDM scheme for the next generation WLAN

The research and application of wireless local area networks (WLAN) technology are in a stage of rapid development. It has been one of research focuses of the wireless communications field. Through the use of enhanced single-user (SU)/multi-user (MU) multiple input multiple output (MIMO)-orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technology, the next generation WLAN IEEE 802.11ac dramatically increases the throughput. An improved MIMO-OFDM scheme based on modulation diversity is proposed for the next generation WLAN. It uses two-dimensional modulation diversity to the current IEEE 802.11ac transmission scheme. Through the space-time-frequency component interleaver and the rotational modulation, the proposed scheme exhibits high spectral efficiency and low error rate in fading channels. The simulation results show that the proposed scheme significantly outperforms the SU/MU MIMO-OFDM scheme in the current IEEE 802.11ac standard, which is up to 5 dB.     

多径衰落信道下MC-CDMA信号扩频序列周期盲估计

针对多径衰落信道下多载波码分多址(multi-carrier-code division multiple access,MC CDMA)信号扩频序列周期盲估计问题,提出自相关二阶矩和循环自相关两种算法。通过分析多径衰落信道条件下MC CDMA信号的自相关二阶矩,估计出MC-CDMA信号的扩频序列周期。通过分析多径衰落信道条件下MC-CDMA信号的循环自相关,估计出MC CDMA信号的扩频序列周期。最后在不同信道条件下分别对这两种算法进行仿真,并对两种算法的性能进行对比分析。理论和仿真实验表明,在较低信噪比下,循环自相关算法在估计MC-CDMA信号扩频序列周期时具有良好的性能,但自相关二阶矩算法比循环自相关算法计算复杂度低,易于实现。     

一种用于下行传输的特征波束发射分集方案

发射分集要求不同发射天线的信道衰落是相互独立的,而作为智能天线核心技术之一的特征波束形成则需要利用发射天线之间的相关性来实现,它可以将衰落相关信道转换为相互独立的衰落信道。将发射分集技术和特征波束形成技术相结合,研究了一种用于下行传输衰落相关信道的发射分集实现方案。利用空域协方差矩阵的特征矢量作为空时码矩阵的加权因子,即利用相互正交的特征波束来承载空时码。载有空时码的特征波束可以选择空间能量最集中的方向发射信息,从而提高了发射分集在衰落相关信道中的传输性能,降低了系统实现的复杂度。     

改进型正交多载波降噪差分混沌键控通信系统

传统的多载波差分混沌移位键控系统存在误码性能差、传输速率和能量效率低的缺点, 由此结合开关函数、希尔伯特变换技术和正交调制技术, 研究了一种改进型正交多载波降噪差分混沌移位键控通信系统。在发送端, 通过使用开关函数实现参考信号由奇数帧到偶数帧的复制, 并引入正交调制技术和希尔伯特变换技术用于提升系统的传输速率。在接收端, 通过引入滑动平均滤波器对接收信号进行降噪处理, 以改善系统的误码性能。推导了该系统在加性高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道下的比特误码率公式并进行了仿真。仿真结果表明, 相比于多载波差分混沌移位键控系统, 该系统能有效提升误码性能、传输速率和能量效率。     

自适应变速率MQAM在VHF/UHF频段的应用研究

从电磁波在无线移动信道的传播特点入手,分析了无线移动衰落信道对数字信号传输的影响,并设计了一个在VHF/UHF频段以自适应变速率MQAM为核心技术实现高频带利用率的通信系统.该系统通过检测接收信号能量来调整调制电平数的方法,可以克服诸如＂检测误码控制自适应调整＂等方法存在的调整滞后的问题.在无线信道中的仿真表明,该系统的有效频带利用率大于3.2bit/s/Hz,高于该频段现有无线数据通信系统的相应指标.     

Nakagami信道基于16APSK的加权信噪比估计算法

自适应编码调制(adaptive coded modulation, ACM)技术是一种提高无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)数据链吞吐量性能的有效方法,信道估计的准确性是决定ACM系统性能的关键因素之一,直接影响UAV数据链的吞吐量性能。首先对Nakagami衰落信道进行分析建模,推导了信号经过衰落信道后的表示方法。其次对Nakagami衰落信道下基于多进制数字相位调制(multiple phase shift keying, MPSK)的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)估计算法进行推导和分析,仿真结果表明三阶矩(third order moments, M3)SNR估计算法比传统的二〖JP2〗阶矩四阶矩(second and fourth moments, M2M4)SNR估计算法具有更好的估计性能。最后,针对Nakagami衰落信道下的现有估计算法对非恒包络调制信号估计性能差的问题,提出了一种适用于非恒包络的16阶振幅移相键控(amplitude phase shift keying, APSK)信号的加权SNR估计算法,该算法利用接收信号的先验信息和信号的阶矩关系进行SNR估计,具有复杂度低,估计精度高等优势。理论分析与仿真结果表明:所提出的算法可以有效地对16APSK调制信号进行SNR估计,且相比于M2M4算法,利用M3信息进行信道估计的加权SNR估计算法具有更高的估计精度。