长期演进系统下行短帧结构及其导频图样设计

在长期演进(LTE)系统下行链路中,使用短帧传输数据可达到降低通信时延的目的.由于缩短帧的长度会造成系统性能的损失,为权衡系统吞吐量和信道估计质量之间的关系,给出一种新的小区专用参考信号(CRS)映射图样.链路级仿真结果表明:所设计的短帧导频图样在满足LTE系统下行吞吐量要求的同时,可提高信道估计质量并降低系统的误码率.     

L-DACS1反向链路信道估计的DSP实现

针对航空信道具有复杂性和信号传输受多径效应的影响的问题,利用L-DACS1反向链路超帧中的导频,设计了基于LS算法的信道估计方法,使用数字信号处理芯片TMS320C6713在硬件设计实现了该方法,并应用于实际的项目中。测试结果表明,该方案可以有效的进行信道估计与均衡,满足L-DACS1高速传输中对可靠性的要求。     

基于隐含导频的长距离IM/DD DFT-S-OFDM无源光网络的实验系统研究

基于隐含导频、超奈奎斯特镜像混叠和直接检测,首次在IM/DD光通信系统中使用基于隐含导频(ST)的信道估计和均衡方式,通过实验实现了速率为20 Gb/s的正交相移键控(QPSK)离散傅里叶变换扩展正交频分复用(DFT-S-OFDM)信号传输83.2 km的光通信系统.使用隐含导频信道估计(ST-CE)方法来均衡信道的线性损伤,关键是把隐含导频(ST)算术叠加在数据信号上,而不占用单独的时隙.通过对接收到的信号进行1阶统计分析估计出精确的信道.为了增加传输距离,根据超奈奎斯特镜像混叠的方法增加接收机带宽来补偿色散引起的功率衰落.结果显示,在长距离强度调制/直接检测(IM/DD)DFT-S-OFDM无源光网络(PON)系统中,采用ST-CE能得到更高的频谱效率,且其信道估计性能与TA-CE相当.该方法节省了带宽,提高了频谱利用率.     

TDCS的压缩感知稀疏信道估计方法

为充分利用变换域通信系统高速无线传输时信道表现出来的稀疏多径传输特性,提高TDCS的信道估计精度,提出一种基于压缩感知的TDCS稀疏信道估计方法。针对TDCS设计了一种导频图案,该导频图案设计的数据帧结构保证了TDCS信号授权用户的正交性,且其构造的测量矩阵具有较低的互相关特性;利用Dantzig Selector重构稀疏信道冲激响应值。基于COST207乡村信道模型的仿真表明:新方法可有效降低稀疏信道估计的均方误差,在误比特率为0.002时可获得比最小二乘估计方法高约1dB的性能增益。     

一种适合DFT扩频广义多载波系统的导频辅助信道估计方案

提出一种适合离散傅里叶扩频广义度载渡系统(DFT-S-GMC)的信道估计方案.首先根据DFT-S-GMC的数据的频域特点,将导频子载波和数据特定映射的子带建立一一对应的关系,然后根据这种对应关系,在频域上直接估计出特定数据子带的信道频率响应,而非特定子带的信道频率响应不做估计.仿真结果表明,所提出的信道估计方案的性能优于传统的信道估计方案,并且节省了导频资源,降低了信道估计的复杂度,是一种适合DFT-S-GMC系统的有效的信道估计方案.     

一种适用于OFDM系统的块状导频自适应方案

针对传统OFDM系统导频插入密度固定所导致的信道利用率较低的弊端,研究了块状导频的插入方法、自适应策略与传输信令.导频间信道状态一致时,OFDM信道估计精度主要取决于导频密度,因此,通过控制导频密度,提出了一种改进的块状导频自适应方案,在满足系统误码率要求的前提下可有效提高OFDM系统的信道利用率.仿真结果表明该方案可以实现通信需求与导频的自动匹配,在保证系统性能的同时有效降低导频密度.     

基于时间反演的全双工自干扰消除研究

针对全双工大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的严重自干扰问题,提出了一种基于时间反演的全双工通信传输方案.首先,对导频序列进行时间反演预编码来估计等效自干扰信道,使导频序列的长度不依赖于天线数而与用户数有关;然后,根据所估计的等效自干扰信道增益在基站接收端重构该干扰并将其减去,达到消除节点处同频干扰的效果;最后,时间反演在基站接收端,作为接收波束赋形,减少用户间干扰并降低系统误码率.理论分析与仿真结果表明:与其他传输方案对比,所提方案对自干扰抑制效果更佳,上行链路可达速率更高,系统误码率更低,并且当天线数少于140时,系统拥有更高的频谱效率.     

DS-CDMA系统多普勒、时延及信道的联合估计方法

针对多用户长码、带限DS-CDMA上行链路系统中存在的大多普勒频偏、多径时延及多径信道复增益等参数的联合估计问题,推导出基于根升余弦成型的多普勒、时延、多径衰落信道共同作用下的长码、带限多用户DS-CDMA上行链路接收信号模型,将信号表示为仅由导频及多普勒决定的可逆矩阵以及由时延和信道复增益决定的带限多普勒加权复合信道响应.提出一种基于此模型的非结构化间接估计算法即导频辅助下波形匹配-最小二乘并多级网格搜索算法,估计多普勒频偏及复合信道响应,并通过复合信道响应及基于波形匹配的贪婪算法估计时延和信道复增益.对本文算法进行蒙特卡洛仿真,仿真结果表明,在大多普勒条件下,本文算法可对时延、多普勒、信道复增益有良好的估计性能.      

OFDM系统上行链路改进信道估计方法

本文提出正交频分复用（OFDM）系统中基于码分复用（CDM）导频的上行链路的信道估计方法以减小导频序列间的干扰。在上行链路中,不同用户的导频的非正交性会极大地降低信道估计的性能,本文提出在信道估计中使用干扰删除来解决这一问题。仿真结果表明,我们的方法的性能与解相关方法相似,但复杂度更低。     

基于DFT-SOFDM的MIMO技术研究

DFT-SOFDM(DFT Spread-OFDM)是3GPP上行链路传输技术,研究了它与多输入、多输出(M IMO)技术相结合的方案,并对这种M IMO系统的信道估计导频设计进行了仿真。得到的基于空时分组码的M IMO技术方案是一种提高上行链路容量的有效方案,并仿真研究了导频量设计对系统性能的影响。     

大规模MIMO系统中基于空时相关性的导频减小算法

在大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统信道估计过程中,基站向用户端发送导频信号.由于导频数量与基站发射天线的数量成正比,传统信道估计过程会产生巨大的导频开销,尤其是对于采用频分双工通信方式的(frequency-division duplexing,FDD)大规模MIMO系统.为了解决这一问题,通过利用无线MIMO信道的空间公共稀疏性和时间相关性,提出一种基于压缩感知(compressed sensing,CS)技术的导频开销减小算法,其中,空时相关性用来提高信道估计精度.该算法能够在未知大规模MIMO系统信道稀疏度的情况下,自适应地获取精确的信道状态信息.分析和仿真结果表明提出的算法在减少导频开销方面优于局部公共支撑算法,同时能够维持良好的信道估计性能.     

Selective transmission and channel estimation in massive MIMO systems

Massive MIMO systems have got extraordinary spectral efficiency using a large number of base station antennas, but it is in the challenge of pilot contamination using the aligned pilots.To address this issue, a selective transmission is proposed using time-shifted pilots with cell grouping, where the strong interfering users in downlink transmission cells are temporally stopped during the pilots transmission in uplink cells.Based on the spatial characteristics of physical channel models, the strong interfering users are selected to minimize the inter-cell interference and the cell grouping is designed to have less temporally stopped users within a smaller area.Furthermore, a Kalman estima-tor is proposed to reduce the unexpected effect of residual interferences in channel estimation, which exploits both the spatial-time correlation of channels and the share of the interference information. The numerical results show that our scheme significantly improves the channel estimation accuracy and the data rates.     

基于大规模天线阵的多长度导频机制研究

在基于时分双工的大规模天线阵系统中,导频污染是阻碍实现高频谱效率、高吞吐率的最主要瓶颈之一.传统的单长度导频机制使得用户受到所有相邻小区非正交导频序列用户的干扰,进而加重导频污染问题.因此,提出一种新的多长度导频机制(MLPS),使得目标小区各用户的导频长度可以更加接近其最优导频长度,从而减弱导频污染对系统的影响进而提升吞吐率的目的.首先,利用Monte-Carlo仿真观察出系统内各用户最优导频长度的分布情况.然后,基于多长度导频机制带来的不同长度导频间干扰与导频-数据干扰,给出一种可行的导频设计准则和两种时分双工时序策略,分别用于消除以上两类干扰.实验结果表明,相比于传统单长度导频机制,多长度导频机制在上行、下行吞吐率上分别有18%与20%的提升.     

基于压缩感知的MIMO双选择性衰落信道的估计

为了减少MIMO （multiple-input multiple-output）时频双选择性衰落信道估计过程中需要的导频符号数,文中对多径信道的时延和多普勒频移构成的时频二维有界区域进行量化,将该信道估计问题建模为压缩感知理论中的稀疏信号重构问题,提出了一种采用正交匹配追踪估计MIMO双选择性衰落信道的方法.仿真结果表明获得相同的估计性能,所提出的压缩信道感知方法比传统的最小二乘法能节省近50％的导频符号,且该方法在低信噪比的场景里也能获得较高的估计性能.     

大规模MIMO蜂窝网络中导频功率控制的改进方法

导频污染是影响大规模MIMO系统性能提升的因素之一.蜂窝网络中导频功率控制方法适用于导频长度较长的情形,但是导频长度过长不仅影响信道信息的估计,而且影响信息传输速率.为了扩大导频功率控制方法的适用范围,提出一种基于小区分类的导频功率控制的改进方法.将小区分为3类,所有小区均采用同1套导频,利用1维网络中的导频功率控制方法对蜂窝网络中的导频功率进行控制.仿真结果表明,基于小区分类的导频功率控制改进方法适用于导频长度较短的情形,可使蜂窝网络中导频长度的适用范围变大,同时降低了用户的上行功率开销.     

低复杂度的大规模MIMO分布式信道估计

针对大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)系统传统信道矩阵获取方式导频开销大、计算复杂度高的问题,提出了一种低复杂度的二阶段分布式信道估计方案。该方案的初始阶段在基站侧采用传统压缩感知算法恢复信道矩阵,第2阶段在用户端利用信道的时间相关性,将大规模MIMO的角度域信道分解为密集部分和稀疏部分,并分别估计以实现连续信道追踪。稀疏部分信道通过所提的分布式自适应弱匹配追踪(distributed adaptive weak matching pursuit, DAWMP)算法,利用子信道的联合稀疏性进行多维重建。相比于线性最小均方误差(linear minimum mean square error, LMMSE)算法,所提方案的信道分解策略有效减少了在用户端进行信道估计的计算复杂度。仿真结果表明,所提算法与经典压缩感知信道估计算法相比,计算复杂度降低了约33%,算法性能提升了约0.5 dB。     

MIMO-OFDM无线通信系统鲁棒的二维导频辅助信道估计

结合MIMO(多输入多输出)系统中多天线之间导频信号存在干扰的问题，提出了一种MIMO-OFDM(多输入多输出-正交频分复用)无线通信系统的鲁棒的二维导频辅助信道估计方法。实验结果表明，该估计方法对无线信道的统计特性不是很敏感，在多输入多输出天线的时变无线信道中有很好的估计与跟踪性能。     

大规模多输入多输出系统中的导频污染降低策略

在大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output,Massive MIMO)系统中,小区边缘用户遭受严重的导频污染,由此提出一种新的导频污染降低策略。根据大尺度衰落系数将小区内用户划分为中心用户和边缘用户,中心用户复用相同的一组导频序列,边缘用户使用相互正交的导频序列组。理论分析和仿真结果均表明,该策略能够有效地提升每个小区多用户的上行可达和速率,降低系统中的导频污染。