基于LSTBC-OFDM系统的信道估计简化算法

针对MIMO-OFDM通信系统中基于导频的常规信道估计算法存在矩阵求逆过程,使算法计算量过大的现象,提出了一种基于最小二乘(LS)的信道估计简化算法。该算法利用分层结构的空时分组编码技术(LSTBC)和优化设计的导频符号,避免了LS算法的矩阵求逆过程,大大降低LS算法的复杂度和运算量。仿真结果表明,该方法在运算复杂度显著降低的情况下,仍可取得和原算法同样的性能结果。     

Differential modulation based on space-time block codes

A differential modulation scheme using space-time block codes is put forward. Compared with other schemes, our scheme has lower computational complexity and has a simpler decoder. In the case of three or four transmitter antennas, our scheme has a higher rate a higher coding gain and a lower bit error rate for a given rate. Then we made simulations for space-time block codes as well as group codes in the case of two, three, four and five transmit antennas. The simulations prove that using two transmit antennas, one receive antenna and code rate of 4 bits/s/Hz, the differential STBC method outperform the differential group codes method by 4 dB. Useing three, four and five transmit antennas, one receive antenna, and code rate of 3 bits/s/Hz are adopted, the differential STBC method outperform the differential group codes method by 5 dB, 6. 5 dB and 7 dB, respectively. In other words, the differential modulation scheme based on space-time block code is better than the corresponding differential modulation     

多接收天线下空时分组码解码算法的研究

针对时变瑞利衰落信道,提出多接收天线下两种新的空时分组码解码算法。由于多普勒频移和载频偏移,引起信道的时间选择性衰落,信道时间选择性衰落引起发送天线间互干扰(intertransmit antennas interfer-ence,ITAI)。所提方案中信道用一阶自回归模型建立,在多接收天线时,通过分集增益合并(diversity advantagecombiner,DAC)后,采用约束置零或cholesky分解的方法移除发送天线间互干扰。最后针对不同变化系数的衰落信道给出计算机仿真结果,结果表明提出的方案表现出了更好的性能。     

基于卷积神经网络的串行空时分组码盲识别算法

针对多输入单输出(multiple input single output, MISO)系统中的空时分组码(space-time block code, STBC)盲识别问题, 提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的串行STBC识别方法。首先, 结合STBC识别问题提出了基本CNN (CNN basic, CNN-B)框架; 然后在分析STBC相关性的基础上, 针对空间复用和Alamouti信号混叠问题, 设计了基于相关性的CNN (CNN based on correlation, CNN-BC)模型; 最后将STBC数据集输入到网络模型中, 完成网络的训练和识别测试。仿真结果表明, 相比于基于特征提取的传统算法, 该方法将可识别的STBC扩展到了6种, 并且在低信噪比下的识别准确率更高, 识别过程可控制在微秒级别, 具有较高的工程应用价值。     

基于JADE与特征提取的正交/非正交空时分组码盲识别

针对非协作多输入多输出通信系统中正交空时分组码(orthogonal space-time block codes, OSTBC)与非正交空时分组码(non-orthogonal space-time block code, NOSTBC)的盲识别问题,提出结合特征值矩阵联合近似对角化(joint approximate diagonalization of eigenvalue matrix, JADE)与特征提取的盲识别方法。首先将接收信号转换为盲源分离问题中的线性瞬时混合模型,然后利用JADE算法估计出该模型的虚拟信道矩阵,根据该信道矩阵的相关矩阵为数量矩阵的特点,从相关矩阵中提取特征参数,利用此特征参数识别OSTBC与NOSTBC。仿真结果表明,在较低信噪比以及不同的调制模式下,所提方法均可有效识别出OSTBC与NOSTBC。     

空时分层结构码分多址系统的上行多用户检测

针对目前已提出的空时编码结构大多只研究单用户检测这一现状,研究了频率选择性信道下多输入多输出(MIMO)的多用户结构,并提出了一种采用V BLAST空时编码结构码分多址系统的多用户检测算法。基于发射符号的旋转不变特性和奇异值分解,得到了矢量信道冲激响应(VCIR)的盲估计,进而提出了上行信号的多用户检测器。该方法在满足系统对多用户检测性能期望的同时,还能很容易地对算法复杂度进行有效控制。仿真结果表明了该方法的有效性。     

一种Frank码脉压信号的检测与参数估计方法

针对低截获概率(LPI)雷达中常用的一类多相编码(polyphase codes)信号(Frank码,P1,P3,P4码)的截获问题,研究了基于Radon-Wigner变换(RWT)的检测与参数估计方法。该方法利用这类多相编码信号具有与线性调频(LFM)信号相似的Wigner-Ville分布(WVD)的特性,通过Radon变换提取信号特征,同时实现信号的检测和参数估计。给出了应用该算法的具体步骤,分析了算法性能。以Frank码信号为例进行的仿真证明了该方法用于多相编码信号的联合检测与参数估计的有效性。     

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。     

基于RLS的联合同步和信道估计算法

针对采用跳频正交频分复用(frequency hopping orthogonal frequency division multiplexing, FH-OFDM)系统进行战时通信时存在的高误码率(bit error rate, BER)问题,对定时偏差(timing offset, TO)、载波频率偏差（carrier frequency offset, CFO）和采样率偏差(sampling frequency offset, SFO)进行综合考虑,提出一种导频辅助的联合同步和信道估计算法。在时域中分别对TO和子载波干扰项进行预先补偿。使用线性误差函数来配合递归最小二乘法对信道冲激响应、CFO和SFO进行估计。采用改进的极大似然算法对迭代参数的初始值进行估计,提高了估计的准确度。分析并给出FH OFDW系统频谱效率的权衡标准。仿真结果表明,该系统工作在1 000 hop/s时,该算法的估计均方差和BER均优于传统的算法。     

基于LDPC码的BICM系统中的迭代盲信道估计

针对传统基于导频辅助的信道估计方法频带利用率低的不足,提出一种块衰落信道下的迭代盲信道估计算法,该算法基于最大似然估计(maximum likelihood,ML),将译码产生的信息经判决、交织和映射后的符号作为发端的符号估计进行联合迭代信道估计和译码,随着迭代次数的增加,译码输出值更加精确,信道估计值也越来越精确。将之应用到基于低密度校验(low-density parity-check,LDPC)码的比特交织编码调制(bit-interleaved coded modulation,BICM)系统中,仿真结果表明,在对迭代信道估计算法性能的影响上,信噪比与衰落信道的块长之间存在着折中关系,即在低信噪比区域,块长较大时的性能要好于块长较小时的性能,而在高信噪比区域,情况正好相反。     

Compressed sensing based channel estimation for fast fading OFDM systems

A compressed sensing (CS) based channel estimation algorithm is proposed by using the delay-Doppler sparsity of the fast fading channel. A compressive basis expansion channel model with sparsity in both time and frequency domains is given. The pilots in accordance with a novel random pilot matrix in both time and frequency domains are sent to measure the delay-Doppler sparsity channel. The relatively nonzero channel coefficients are tracked by random pilots at a sampling rate significantly below the Nyquist rate. The sparsity channels are estimated from a very limited number of channel measurements by the basis pursuit algorithm. The proposed algorithm can effectively improve the channel estimation performance when the number of pilot symbols is reduced with improvement of throughput efficiency.     

多天线系统中BLAST算法和STBC算法的结合

提出了一种BLAST与STBC结合的算法,本算法适用于所有接收天线大于等于发射天线数的天线阵列.对于STBC的发射矩阵,每次只传榆矩阵的一行,在接收端对已接收的每行数据都进行检测.如果解码成功,发射端则停止发送矩阵数据;如果失败,就继续发射下一行.这样在发送第一行时等效于发送BLAST,可以获得空间复用增益,而在传输完最后一行时是完整的STBC,可以获得空问分集增益,在中间状态则可以获得部分的分集增益和部分的复用增益.本算法结合了BLAST和STBC的优势,相对于BALST算法有更低的误码率,而相对于STBC算法则有更高的传输速率.分别对基于正交空时码和准正交空时码的推荐算法进行了仿真,仿真结果支持了理论分析的结果.     

高移动性Jakes信道的学习与估计

在高移动场景下,信道具有快速时变性和非平稳特性,对信道的准确估计提出了新的挑战.针对高移动性Jakes信道,提出一种基于图像重建和恢复原理的信道学习估计网络.首先,根据Jakes信道矩阵中局部相关特性,构建快速超分辨卷积神经网络提取信道特征,并对信道插值完成信道图像建模.然后,利用去噪神经网络降低信道噪音的影响,进一步...     

基于子空间法的空时分组码系统信道盲估计

结合多信道子空间理论,结合空时分组码的正交特性,提出了新的盲信道估计算法。首先,根据空时分组码结构特点,将原编码矩阵分解,并将接收矩阵合理地构造,把原信道矩阵重新构造成新的重构信道矩阵。然后求出重构信道矩阵的噪声子空间,之后利用信号子空间与噪声子空间正交特性,构造出信道矩阵作为变量的线性方程组,因而可以得到信道矩阵的闭式解。对三种典型的空时分组码进行仿真验证,仿真结果表明本算法的有效性。     

Blind channel estimation for redundant precoded OFDM systems

Considering that channel estimation can play a crucial role in coherent detection of the information symbols in each data block, a blind channel estimation approach is proposed for redundant precoded orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems. A redundant linear frequency-domain precoder is applied to each pair of blocks before they enter the OFDM system. Because of the introduced structure, the frequency-selective channel can be identified at the receiver based on autocorrelation operations, singular value decomposition (SVD), and by resolving the scalar ambiguity. The proposed channel estimation method has low computational complexity and requires no prior statistical information on channel or noise. And the proposed blind method has high spectral efficiency owing to exploiting no training sequence. Computer simulations confirm that this proposed blind channel estimation method can identify the frequency-selective channels perfectly and obtain a good performance.     

大规模MIMO系统中分布式压缩感知LMMSE信道估计

大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统中,信道估计算法复杂度随着基站侧天线数量的增加而急剧增加,针对需要在信道估计算法复杂度与算法性能之间进行折中的问题,提出分布式压缩感知线性最小均方误差(distributed compressed sensing linea...     

ZP-OFDM的简单数据处理和信道估计算法

为简化接收端信道估计和数据检测的复杂度,对使用零保护间隔(zero padding,ZP)的正交频分复用(orthogonal frequency division modulation,OFDM)系统提出一种简单的数据处理和信道估计算法。利用插入ZP的特殊结构,经过时域简单处理,将信道矩阵变为循环矩阵,再对时域接收数据进行傅里叶变换,得到频域接收和发送数据一一对应的关系,可以和使用循环前缀(cyclic prefix,CP)的OFDM一样进行频域插入导频、频域信道估计和频域一阶均衡。仿真结果表明,使用ZP的OFDM系统节省了发送功率,在慢时变信道情况下具有和CP-OFDM相比拟的性能。     

分层空时码分多址系统的快速联合检测算法

分层空时码分多址系统(LST-CDMA)的联合检测算法(JD)利用扩频码和信道冲击响应(CIR)卷积形成的空-时二维特征向量来进行多用户和多天线检测,能够获得优良的检测性能。但是该JD算法的复杂度非常高,针对这个问题提出了两种快速算法:近似Cholesky分解和块-Fourier算法。为了进一步减少运算量,又利用重叠保留法(OLA)对块-Fourier算法进行改进。仿真证明,这些算法在几乎不降低检测性能的前提下,可以大幅降低计算复杂度。     

格雷互补码雷达实现地下管线的高信杂比探测

为了解决传统脉冲体制超宽带(ultra wideband, UWB)探地雷达难以同时兼顾分辨率和探测深度的问题,构建了基于高速格雷互补码的探地雷达系统。该系统使用一对高速互补格雷码作为探测信号,通过叠加其相关运算结果,可以完全消除旁瓣,且使其峰值增大为原来的2倍。将此信号应用于地下管线探测,仿真和实验结果显示,基于高速格雷互补码的UWB探地雷达能有效探测地下金属和非金属管线。进一步,将探测结果与基于混沌脉冲位置调制信号的管线探测结果相比,在同等条件下,前者能显著提高系统的信杂比(signal-to-clutter ratio, SCR),进而可在满足高分辨率的前提下显著提高探测深度,从而证明了所提出方法的可行性与优越性。     

可重构智能表面通信系统的渐进信道估计方法

针对现有可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)的信道估计方法中反射系数为随机配置而导致接收端信噪比较低的问题,提出一种配置特定反射系数的渐进式信道估计方法.该方法利用非完整信道状态信息(channel state information,CSI)计算出当前时刻下的...