基于多维扩展的正交时序复用波形框架及其性能分析

正交时序复用(OTSM)是一种适用于高速移动场景的低复杂度调制方法。然而,单一的波形设计方法难以满足多样化的应用需求和性能需求。因此,该文基于加权分数傅里叶变换(WFRFT)提出了加权分数沃尔什-哈达玛变换(WFRWHT),并提出了多维扩展的一体化的加权分数傅里叶变换-加权分数沃尔什哈达玛变换-正交时序复用(WFRFT-WFRWHT-OTSM)波形框架。通过对2维参数的灵活配置,该框架可退化为OTSM、正交时频空、混合载波、正交频分复用和单载波等波形,同时研究了采用高斯-赛德尔(GS)迭代均衡时一体化WFRFTWFRWHT-OTSM波形在时延-多普勒信道下的误码率(BER)性能以及峰均功率比(PAPR)性能。仿真结果表明,在不同时延-多普勒信道下,该框架可通过改变WFRFT和WFRWHT阶次实现更优的BER和PAPR性能。

高速移动环境下OTSMB-LMMSE-PIC迭代检测方法

为提升正交时序复用(OTSM)在高速移动环境下传输的可靠性,提出了一种基于并行干扰消除的分块线性最小均方误差(B-LMMSE-PIC)迭代检测方法。该方法在时域分块进行MMSE-PIC符号估计,并且使用诺伊曼(Neumann)级数逼近涉及的矩阵反演,将计算复杂度降为线性阶;随后在时延-序列域计算估计符号的均值与方差作为下一次迭代的先验信息。仿真结果表明,在移动速度为540km/h的场景下使用16QAM调制且误码率为10-4时,所提方法与目前广泛使用的基于最大比合并(MRC)的迭代rake检测方法相比有2.48dB的性能增益。

高速移动环境OTSM通信双迭代判决反馈均衡研究

针对现有正交时序复用(Orthogonal Time Sequence Multiplexing,OTSM)通信均衡方法在高速移动环境下难以有效处理符号间干扰的问题,提出一种基于最小二乘QR分解(Least Square QR,LSQR)的双迭代判决反馈均衡方法.该方法利用基于零填充的OTSM系统时域传输矩阵的分块特性,使用LSQR迭代算法对时域观测数据进行逐块均衡以实现对待检测符号的快速粗估计;随后将其转换至延迟-序列域中通过数次迭代的方式进行动态门限量化判决,进而利用判决反馈结果对延迟-序列域观测数据进行分块干扰消除,最后通过LSQR迭代均衡实现符号粗估计的迭代优化.仿真结果表明,在500 km/h移动速度下该均衡方法与目前广泛使用的基于高斯赛德尔(Gauss-Seidel,GS)的均衡方法和基于最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)的均衡方法相比,采用16-QAM调制且误码率为10-4时分别带来了2.61 dB和1.76 dB的性能增益.

高速移动环境下低复杂度OTSM迭代rake均衡方法

针对现有正交时序复用(OTSM)均衡方法抗噪性能不佳、计算复杂度高的问题,提出了一种基于最大比合并(MRC)的低复杂度迭代rake均衡器。其主要思想是利用MRC在时延-时域中迭代提取并相干合并发射符号的接收多径分量,以提高合并信号的信噪比。为加快MRC迭代算法收敛,设计了一种单抽头时频均衡器为其提供初始估计,随后结合外部纠错码进一步提高误码性能。仿真结果表明,基于MRC的迭代rake均衡器性能显著优于LMMSE线性均衡器,与目前广泛使用的高斯-赛德(GS)迭代均衡器相比,性能和计算复杂度都有较大提升。

高速移动环境下OTSM迭代检测算法研究

正交时序复用(Orthogonal Time Sequency Multiplexing,OTSM)通过级联时分和沃尔什-哈达玛(WHT)复用将信息符号在时延和序列域进行复用。由于WHT在调制解调过程不需要进行复杂的乘法运算,相比于正交时频空(OTFS)调制有更低的调制复杂度。该文针对高速移动环境下的OTSM系统提出了一种二级均衡器:首先利用信道矩阵的稀疏性和带状结构在时域逐块进行低复杂度MMSE检测;随后采用高斯-赛德尔(GS)迭代检测进一步消除残余符号干扰。仿真结果表明,所提算法与基于单抽头频域均衡的GS迭代检测算法相比,采用16QAM调制且误码率为10–4时有1.8 dB性能增益。