快时变衰落信道中基于时域加窗分段的OFDM均衡方法

在高速移动正交频分复用(OFDM)系统中,信道的快速变化引起载波间干扰（ICI）,降低系统性能. 为了有效地抑制由于信道时变引起的ICI,提出了一种时域分段线性处理的均衡算法. 通过接收端时域加窗,使原有时变信道均衡简化为针对多个OFDM符号子块内的时不变线性处理,从而大大降低信道均衡算法的复杂度. 同时,从理论上深入解析了所提均衡算法的性能及加窗个数的优化,并推导出基于所提算法的信干比（SINR）闭式解. 仿真结果以及复杂度分析表明,相较于现有时变信道均衡方法,所提算法能明显提升系统性能,且计算复杂度更低.     

高速移动环境下基于OFDM的LTE系统ICI消除技术综述

在高速移动环境下,基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的长期演进(longterm evolution,LTE)移动通信系统受信道快速时变引起的多普勒频偏影响,产生子载波间干扰(inter-carrier-interfer-ence,ICI),严重破坏系统性能。ICI成为LTE技术在高速移动场景下应用的一个难点。在分析多普勒频偏及ICI成因的基础上,总结国内外通过编码自消除、均衡、迭代判决反馈消除、时域快变信道估计等方法消除高速移动引起的OFDM系统ICI的主要方法,分析并指出现有方法存在的问题。在此基础上,介绍了最新提出的OFDM频域快变信道估计的思想。报道了LTE上、下行链路正交频分多址接入系统中相关问题的研究情况,并对后续的研究工作提出了展望。     

一种适用于正交频分复用系统的ICI抑制改进算法

针对高速移动环境下多普勒频偏造成移动信道的快衰落和正交频分复用(OFDM)系统中子载波间干扰(ICI)问题,基于排序串行干扰抵消(OSIC)思想和空间交替广义期望最大化算法(SAGE),提出了一种改进SAGE算法,用于ICI抑制.仿真结果表明,该算法提高了在ICI环境下信道估计的准确性,从而获得带宽效率和复杂度的均衡,对系统性能改善尤为明显,在不增加复杂度的情况下,性能优于现有的SAGE算法.     

删余LDPC与OFDM联合编码调制算法

为了降低正交频分复用(OFDM)系统中信道的时变导致的高误码平台,提出一种联合编码调制算法。该算法利用低密度校验码(LDPC)对删除信道的优良特性,将LDPC编码删余比特进行预编码,映射为零调制符号,辅助调制解调器减轻子载波间干扰(ICI)自干扰。仿真结果表明:与分离的编码调制相比,在相同传输速率条件下,该方法降低时变信道导致的LDPC误码平台达3个数量级以上。该联合编码调制算法可明显提高宽带无线通信系统在高速移动环境下的性能。     

删余LDPC与OFDM联合编码调制算法

为了降低正交频分复用(OFDM)系统中信道的时变导致的高误码平台,提出一种联合编码调制算法。该算法利用低密度校验码(LDPC)对删除信道的优良特性,将LDPC编码删余比特进行预编码,映射为零调制符号,辅助调制解调器减轻子载波间干扰(ICI)自干扰。仿真结果表明:与分离的编码调制相比,在相同传输速率条件下,该方法降低时变信道导致的LDPC误码平台达3个数量级以上。该联合编码调制算法可明显提高宽带无线通信系统在高速移动环境下的性能。     

快时变信道下基于LSQR算法的ICI均衡

为了尽量消除正交频分复用(OFDM)系统中由于信道快时变导致的子载波间干扰(ICI),确保快时变信道下的可靠通信,提出了一种低复杂度LSQR(least square QR)判决反馈均衡器(DFE).该均衡算法充分利用了带状矩阵特性和时域LSQR迭代计算的特点,在计算复杂度和性能之间取得了良好的折中.仿真结果表明,在快时变信道下与已有的块判决反馈均衡(BDFE)算法比较,在计算复杂度相当的条件下,所提出的算法可有效改善带状矩阵近似误差导致的性能损耗,在高信噪比情况下有效地克服了"地板效应",在保持低复杂度的同时获得了更好的性能.     

基于信道分割级联的正交频分复用子载波干扰消除算法

在高频段正交频分复用（OFDM）系统中子载波间干扰（ICI）较大,运用信道分割方法,将线性时变信道近似等效为时不变信道与无时延时变信道的级联,从而在接收端实现一维均衡抑制ICI,避免了高复杂度的信道频域响应矩阵的计算和求逆过程.分析和仿真表明,相对于现有的利用ICI相邻载波分布特性的低复杂度最小均方误差算法,算法在几乎不损失系统性能的同时,可将复杂度降低到O(N).     

线性时变信道模型下的OFDM性能及误差分析

当归一化多普勒烦移小于0.1时,信道的时变性是近似线性变化的.文中研究了线性时变信道下OFDM系统的ICI干扰,并分析了线性时变信道模型的系统误差.分析表明,采用线性模型对信道建模时,系统存在建模误差和近似计算误差,同时信道平均建模误差比计算误差大了约7 dB.     

高速移动正交频分复用协同系统子载波间干扰消除的信干比判断方法

针对子载波间干扰（inter carrier interference,ICI)实际消除过程中消除效果的评价问题,提出以信干比(signal-to-interference ratio,SIR)作为消除程度的评价指标,研究高速移动正交频分复用（orthogonal frequency divisionmultiplexing,OFDM)协同系统ICI消除的信干比判断方法.通过对信道容量的信干比模型的分析,提出ICI消除程度的SIR门限判断方法,即ICI的消除程度只要达到设定的消除门限,系统的误码率(bit error rate,BER)性能指标就能控制在要求范围内.在此基础上,结合高速移动OFDM协同系统模型和迭代消除算法,研究协同系统实际消除过程中SIR取值方法和判断方法.仿真结果表明,SIR判断方法可用于消除效果的评价问题,同时还有利于控制消除进程.     

基于矩阵变换的OFDM载波干扰消除方法

针对高速移动环境下多普勒效应引起的载波间干扰严重影响了正交频分复用系统的性能问题.该文通过对ICI（inter-carrier interference）系数的分析,在OFDM系统的发射端插入了一个可以用来改变ICI系数的变换矩阵,极大地减小了载波干扰系数.仿真结果验证了该方法的有效性,该方法不仅能够提高系统的载干比,而且能够很好地改善系统的误码率性能.与自消除方法相比,本方法更能节省系统的有效带宽,从而为高速移动环境中应用正交频分复用提供了一种有效的解决方案.     

基于渐消Kalman滤波的MIMO-OFDM信道估计

针对快时变信道明显的频率选择性,提出了采用Kalman渐消记忆滤波的估计方法.信道采用AR模型建模,并利用LS算法估计时变信道的衰减因子.仿真表明:快时变环境下,所提算法的估计性能优于LS信道估计和传统的Kalman滤波算法估计.     

高速移动环境下信道估计的性能分析

高速移动中,多普勒频移导致的多普勒扩展会破坏OFDM信道中子信道之间的正交性,引起载波干扰,使得时变信道估计算法变得十分复杂。基函数展开模型通过采用确知的少量基函数来近似时变信道,从而简化了信道估计复杂度。在常见的3种基函数展开模型的基础上,分析了子载波间干扰、模型参数以及移动速率对基函数信道估计算法性能的影响,并进行了仿真验证。     

基于基扩展的快时变信道建模及仿真

针对无线通信中的快时变信道建模与评估,通过已有的信道测试参数中的部分数据,采用基扩展的方法,对信道进行建模,并根据模型评价的两个指标—模型准确度和算法复杂度,对快时变信道进行综合评价,最后给出了仿真结果.     

快变信道OFDM理论与技术

指出了由于终端的高速移动,正交频分复用（OFDM）通信系统的信道快变特性更加明显,信道的快速变化使得OFDM系统载波间的正交性遭到破坏,出现载波间干扰（ICI）,通信系统性能明显降低,这一问题引起了学术界和通信企业界的广泛关注,是未来移动通信必须解决的关键技术之一,对快变信道OFDM理论与技术的国内外研究现状进行了总结,对存在的问题和需要解决的关键技术进行了论述,为研究这一问题的学者和同行提供有益参考。     

快速时变信道下的基扩展模型信道估计性能分析

针对快速时变信道,提出了一种基于复指数基扩展模型(CE-BEM)的线性最小均方误差(LMMSE)信道估计方法,对信道估计的结果使用离散长椭球序列(DPSS)进行平滑处理,并相应提出了基于迭代的载波间干扰(ICI)消除信道均衡方法.仿真结果表明:在高多普勒信道场景下,该方法系统误码性能较传统信道估计方法有一定程度的提升.     

时变信道下一种低计算复杂度的信道估计算法

在时变信道中正交频分复用(OFDM)系统下传统信道估计方法存在估计性能差、计算复杂度高的问题.为此,文中提出了一种双对角线性最小均方误差(DD-LMMSE)的信道估计方法.首先建立基于基扩展模型(BEM)的系统模型,然后进行两次对角线性最小均方误差估计得到BEM系数,从而估计出信道的时域冲击响应.仿真实验结果表明,该方法不管在慢时变信道下还是在快时变信道下均具有良好的估计性能,且计算复杂度低.     

基于二阶扩展卡尔曼滤波理论的毫米波波束跟踪算法

毫米波(mm wave)通信中波束覆盖方向性给高速移动的终端设备(如高速车辆,火车和无人机)带来了巨大挑战.现有基于扩展卡尔曼滤波理论(extended Kalman filter theory,EKF)的波束跟踪算法存在估计精度较低的问题,为此,采用二阶扩展卡尔曼滤波理论(second-order extended Kalman filter theory,SOEKF)作为波束跟踪算法,并辅以一种低复杂度的波束切换方案,随后基于时变信道演化模型构建状态向量和量测方程,在数值仿真中给出了信噪比,阵列大小,AoA/AoD(angles of arrival/angles of departure)的变化速度对算法性能的影响.仿真结果表明,所采用的SOEKF算法相较于同类算法具有更高的估计精度,同时保持了较低的复杂度,更适合快速变化的信道环境.     

TDS-OFDM系统的载波间干扰消除方法

为了消除时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中的载波间干扰(ICI),通过假定信道在OFDM块内呈线性变化,该文建立了TDS-OFDM在时变信道下的系统传输模型,在此基础上采用了一种决策反馈的方法来消除ICI。该方法使用伪随机(PN)序列时域相关进行信道粗估计,并在一个OFDM块内进行线性内插得到整个OFDM块内的信道细估计。分析和仿真结果表明,该方法相对于TDS-OFDM系统的传统方法有2dB以上的误码率性能增益,并且复杂度与传统方法相当。     

TDS-OFDM系统的载波间干扰消除方法

为了消除时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中的载波间干扰(ICI),通过假定信道在OFDM块内呈线性变化,建立了TDS-OFDM在时变信道下的系统传输模型,在此基础上采用一种决策反馈的方法来消除ICI。该方法使用伪随机(PN)序列时域相关进行信道粗估计,并在一个OFDM块内进行线性内插得到整个OFDM块内的信道细估计。分析和仿真结果表明,该方法相对于TDS-OFDM系统的传统方法有2 dB以上的误码率性能增益,并且复杂度与传统方法相当。     

对抗ICI的增强型载波干涉OFDM

针对载波干涉正交频分复用(CI-OFDM)系统不能对抗高速移动环境下的Doppler扩展问题,为了进一步提高系统在高速移动环境(例如,300 km/h)下的性能,提出了一种新型的增强型CI-OFDM(ECI-OFDM)技术。通过优化设计CI码,添加频率域的循环前缀和循环后缀,并借鉴自干扰消除算法,得到正负间隔的ECI码,可以有效地对抗Doppler扩展造成的子载波间干扰(ICI)。理论分析及仿真结果表明:与传统的CI-OFDM系统相比,ECI-OFDM可以将系统能够支持的移动速度提高1倍以上。