无蜂窝大规模MIMO系统信道估计中基于加权图的叠加导频分配

针对无蜂窝大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multiple-output, CF-mMIMO)系统信道估计中导频污染问题,提出了基于加权图的叠加导频(superimposed pilot, SP)分配方案。首先分析导频污染对SP信道估计的影响,引入一种全新度量表示用户间潜在导频污染程度;其次根据接入点与用户间大尺度衰落系数完成用户加权干扰图构建,将系统吞吐量最大化问题转化为有容量最大k切割问题求解;最后采取顶点交换局部搜索算法实现SP次优分配。仿真结果表明:本文方案能够有效地改善SP信道估计误差以及系统吞吐量。

叠加导频传输无标识随机接入方案研究

在无标识随机接入中,基站只需要恢复各个活跃设备发送的数据,而不需要识别活跃设备的信息。这使得大量活跃设备可以在无需事先请求资源的条件下,随时接入基站,从而极大地降低信令开销和传输时延,成为近期的研究热点。目前的研究大都采用基于前导序列来设计的随机接入方案,但这类方案在活跃设备数改变时的鲁棒性较差,且不能充分利用信道带宽,导致活跃设备数较大时系统性能较差。针对这一问题,提出一种叠加导频传输方案来提升信道利用率,并通过最优功率分配进一步提升不同活跃设备数下的系统性能,使系统在活跃设备数变化时具有良好的鲁棒性。在该方案中,首先将需要发送的消息序列的前B p个比特做为索引,选择一对导频序列和交织器。然后,利用选中的交织器对消息序列进行编码、调制和交织,并将选中的导频序列与交织后的调制序列进行叠加来得到发送信号。针对该传输方案,提出基于最小错误概率的功率优化方案来得到不同活跃设备数下的最优功率分配比例,设计了叠加导频检测消除和多用户检测译码的两阶段检测方案。仿真结果表明,叠加导频传输方案可以使基于前导序列的无标识随机接入方案和基于前导的稀疏无标识随机接入方案的性能分别提升约1.6~2.0 dB和0.2~0.5 dB,可以灵活地改变所能承载的活跃设备数量,并具有较低的译码复杂度。

面向工业物联网场景下行短包传输的叠加导频功率优化

工业物联网在实现自动化和智能化生产方面具有巨大的潜力,但现有无线网络难以满足工业控制场景中的低时延、高可靠通信需求。基于此,研究了工业物联网下行短包传输场景中叠加导频(superimposed pilot,SP)功率分配问题,推导了可达传输速率在非完美信道状态信息和最大比发送下的闭合表达式的下限。进一步建立了下行加权和速率最大化问题,并利用逐次凸逼近法将该问题转化为几何规划问题来优化导频和数据功率分配。仿真结果表明所提SP模式下功率优化方案在短包传输中的优越性。

放大转发OFDM中继系统的一种叠加导频辅助信道估计和联合数据检测算法

针对源节点和目的节点之间没有直接路径的放大转发（AF）OFDM中继系统，提出了一种利用叠加导频（SP）进行信道估计和联合数据检测的算法。该算法首先将接收信号通过白化滤波器进行信号白化，然后利用SP获得等效信道的信道状态信息（CSI）初始估计值，并联合目的节点上的最大比合并（MRC）接收机，通过判决反馈迭代操作不断改进信道估计的性能。据此算法推导出了使用白化滤波器的AFOFDM系统平均误符号率（ASER）的理论闭式表达式。理论分析和仿真结果表明，由于使用叠加导频，此算法在提高系统频谱利用率的同时，能够获得较好的信道估计和数据检测性能。