基于TDS-OFDM系统的发射分集技术

为了提高在衰落信道下数字电视地面广播系统的传输性能,在时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中应用空时、空频两种发射分集方法。根据系统信号帧结构的特点,提出了简单易行的发射链路信号配置方法,保持原有链路不变,运算复杂度小。同时,分析了空时、空频两种分集方法的适用范围。仿真结果表明:在慢衰落信道下,两种方法都能提高系统的误码性能,当误码率为10-3时有不低于8dB的分集增益;在快衰落信道下,空时分集性能受D opp ler频移的影响而变得很差,空频分集的增益则与在慢衰落信道时相近。对于不同类型的信道采用合适的发射分集方法,数字电视地面广播系统的传输性能可以得到很大提高。     

TDS-OFDM系统中的差分空频发射分集方法

在采用相干检测方法的发射分集方案中,进行信道估计需要付出很高的代价,为了降低接收端的实现复杂度,根据时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统结构的特点,提出了差分空频发射分集及相应的非相干检测方法。该方法在时域进行差分编码,而在频域进行空频编码以获得分集增益。理论分析和仿真结果表明,尽管非相干检测方法损失了一定的接收性能,但无需进行信道估计,在慢衰落和快衰落信道中均能适用,是一种比较好的实现复杂度与接收性能之间的折衷方法。     

发射分集TDS-OFDM系统中迭代NR译码辅助的信道估计

为了改善信道估计的精度并提高时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统在衰落信道下的性能,在发射分集TDS-OFDM系统中提出了一种迭代NR(Nordstrom-Robinson)译码辅助的信道估计方法。该方法利用对NR译码后的比特辅助指导信道估计,更新后的信道估计结果又重新辅助进行NR译码。完成迭代后,对NR译码结果进行帧间解交织,最后经过低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)译码输出最终的比特流。仿真结果表明:该方法应用于发射分集TDS-OFDM系统中在仅迭代1次的条件下即能有效改善信道估计的精度,获得显著的分集增益。     

TDS-OFDM系统的训练序列设计

为了提高时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统信道估计精度并降低其复杂度,根据时/频的对偶关系,提出了使用二值全通(BAP)序列作为保护间隔填充方案。为了进一步兼顾时域相关特性和硬件实现复杂度,提出了Legendre序列及其离散Fourier逆变换(IDFT)的保护间隔填充方案。该方案能够方便地进行时域相关以辅助接收机同步,其信道估计可以利用FFT计算循环互相关或直接利用算术Fourier变换完成。在不改变TDS-OFDM系统结构的情况下,该方案能获得更准确的信道估计。仿真表明,在频率选择性信道下误符号率较PN序列填充方案有0.4 dB左右的性能改善。     

TDS-OFDM时变信道估计和均衡的BEM-LSQR方法

中国地面高清数字电视(DTMB)在高速移动环境下的应用日益广泛.利用其多载波模式下的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)帧结构,提出三种利用基展开模型(BEM)的针对不同场合的时变信道估计方法,并利用正交分解最小二乘(LSQR)对帧体进行均衡.第一种信道估计方法针对400Hz及以下多普勒频移,分别估计帧体前后帧头的一阶信道冲击响应,映射得到基展开系数,第二种方法针对400Hz以上情况,利用帧头循环结构,估计帧头内部信道的时变性,第三种方法针对945模式,对同一帧头进行两次一阶估计.由于信道矩阵使用基展开系数进行表示,因此LSQR均衡可以实现O(Nlog N)的复杂度.仿真结果显示,该方法提高了系统在高速时变下的性能.     

多径信道下的OFDM系统定时同步

对于无线通信系统而言,正交频分复用(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种非常有吸引力的传输技术,但是由于多径产生的ISI(Inter-SymbolInterference)和信道噪声破坏了OFDM信号保护间隔,影响了定时准确性和精度.为此利用循环扩展前缀与相应的复制数据之间的相关性,提出了两种采用多个符号归一化的点相关和的定时同步算法,给出了其实现步骤及相关参数的选择原则.最后给出一种定时同步的实现方案,将其应用在DVB-T(Terrestrial Digital Video Broadcasting)中,利用计算机仿真对该系统的定时进行了分析.仿真结果表明,新方案与传统的ML(Maximum Likelihood)相比,可以准确稳定地获得定时同步.     

可获得发射分集的正交空频索引调制算法

针对正交空频索引调制(QSFIM)算法不能获得发射分集的缺陷,提出了一种用于多输入多输出-正交频分复用系统中可获得发射分集的正交空频索引调制(TDA-QSFIM)算法。该算法首先将两个调制符号通过哈达玛矩阵和旋转矩阵关联起来构造对角码,然后通过两次独立地选择空频资源块中的索引号,将对角码的同相和正交分量分别放在空频码的不同位置得到每个资源块上的发送信号码字。根据空频编码的秩准则,由于该算法在每个资源块上的码字设计使得发射分集阶数为2,因此该传输算法得到了更好的误比特率性能。仿真结果表明:在独立瑞利信道下,频谱效率为1.78bit/(s·Hz^-1)、误比特率为10-5时,TDA-QSFIM算法比QSFIM算法具有大约3.5dB的性能增益;在相关瑞利信道下,当误比特率为10-3时,TDA-QSFIM算法比QSFIM算法有大约5dB的性能增益。     

TDS-OFDM对信道频谱零点的重建

当无线传输信道出现频谱零点,正交频分复用(OFDM)系统会出现严重的性能恶化。针对信道频谱零点带来的性能恶化问题,现有的OFDM系统采用信道编码和交织来恢复丢失的数据。该文为时域同步OFDM系统,提出一种低复杂度的信号重建方法,该方法不需要对现有的时域同步OFDM发射机作任何额外的修改,完全在OFDM接收端进行,在均衡过程中重建因信道频谱零点而丢失的数据,并且其计算复杂度只和快速Fourier变换相当。计算机仿真证明,新方法的应用使时域同步OFDM系统的性能显著提升,大大优于现有的重叠相加均衡方法。     

TDS-OFDM对信道频谱零点的重建

当无线传输信道出现频谱零点,正交频分复用(OFDM)系统会出现严重的性能恶化。针对信道频谱零点带来的性能恶化问题,现有的OFDM系统采用信道编码和交织来恢复丢失的数据。为时域同步OFDM系统提出一种低复杂度的信号重建方法,该方法不需要对现有的时域同步OFDM发射机作任何额外的修改,完全在OFDM接收端进行,在均衡过程中重建因信道频谱零点而丢失的数据,并且其计算复杂度只与快速Fourier变换相当。计算机仿真证明,新方法的应用使时域同步OFDM系统的性能显著提升,大大优于现有的重叠相加均衡方法。     

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。     

基于DTMB系统的空频发射分集解调

针对工作在时变深衰落,尤其是存在长时延、能量较强回波的信道环境下的接收机性能下降问题,提出一种在地面数字电视广播系统中使用的空频发射分集的解调方法。当使用传统正交逆矩阵进行空频解码时,需要假设正交频分复用(OFDM)系统中相邻子载波的信道频域响应相同,而这在衰落较强的信道环境下将不再成立。该文提出的空频解码方法无需上述假设,理论分析和计算机仿真的结果均证明,该方法能够有效提高系统在频率选择性较强的信道环境下的接收性能。     

无线通信系统中基于线性变换的多用户发送分集

研究了蜂窝通信系统中基站同时与N个移动用户通信时一种新的发送分集方法。该方法将N个用户的信源信号在发送端采用线性变换进行联合编码后送入N个独立信道进行传送。分集发送信号经衰落信道传送后,对每一个信号接收者,其收到的信号可以表示成格型码的形式,可以使用球型译码算法进行信号解调     

一种基于多中继选择的分布式空时分组编码方案

协作分集可以抵抗无线信道的多径衰落,结合空时分组编码可以更加有效地提高系统性能。传统的空时编码协作通信是选择所有正确译码的Relay进行协作转发,当Relay个数大于空时编码矩阵天线数时,系统无法获得额外增益,同时将消耗大量能量。给出了一种多中继选择方案(M-OR),提出了一种基于M-OR终端选择的分布式空时分组编码协作方案。在给定STBC编码矩阵条件下,依据信道状况信息选择多个合适的中继终端参与分布式空时分组编码协作通信。新的协作方案通过简单的协议可获得传统方案的分集复用折中,同时节省系统能量。仿真结果表明,新的协作方案具有良好的分集复用性能并验证了其有效性。     

一种基于多中继选择的分布式空时分组编码方案

协作分集可以抵抗无线信道的多径衰落,结合空时分组编码可以更加有效地提高系统性能。传统的空时编码协作通信是选择所有正确译码的Relay进行协作转发,当Relay个数大于空时编码矩阵天线数时,系统无法获得额外增益,同时将消耗大量能量。给出了一种多中继选择方案(MOR),提出了一种基于MOR终端选择的分布式空时分组编码协作方案。在给定STBC编码矩阵条件下,依据信道状况信息选择多个合适的中继终端参与分布式空时分组编码协作通信。新的协作方案通过简单的协议可获得传统方案的分集复用折中,同时节省系统能量。仿真结果表明,新的协作方案具有良好的分集复用性能并验证了其有效性。     

基于加权平均PN互相关的DTMB单频网频谱感知

该文首次研究了中国地面数字电视广播传输标准(DTMB)单频网(SFN)的频谱感知问题,提出一种基于DT-MB信号独特帧结构的加权平均(WA)伪随机(PN)序列互相关的频谱感知算法。该算法充分考虑了单频网信道具有典型人为强多径的鲜明特征,以对多个互相关峰值进行加权平均处理结果作为频谱感知的判决统计量,与传统的基于PN互相关的仅取相关峰最大值处理作为判决统计量的方法相比,其检测性能从理论上分析更适合于单频网信道下DTMB信号的频谱感知。仿真结果表明,该算法在典型单频网信道(如广电7和广电8信道)下可获得显著的性能改进。