基于压缩感知的OFDM稀疏信道估计导频图案设计

针对OFDM系统基于压缩感知的频率选择性衰落信道估计,提出了一种基于压缩感知测量矩阵互相关最小的导频设计准则。仿真结果表明,与使用其他导频图案相比,使用此准则设计出的导频图案使信道估计均方误差和系统的误比特率更小。

基于C-RAN与LTE-Hi的BR-OFDMA导频图案设计

在集中式/协作式/云计算无线接入网(C-RAN)环境下,结合热点及室内覆盖的长期演进(LTE-Hi)特点,研究导频图案的设计。LTE-Hi要求插入的导频数量比传统的长期演进(LTE)少,又由于其覆盖特点导致小区边界更容易受相邻小区干扰,由此提出一种应用块重复的正交频分多址(BR-OFDMA)和压缩感知信道估计技术的导频图案设计方案。该方案能够探测各相邻小区间的干扰情况,然后根据干扰情况设置BR-OFDMA参数,最后得到导频图案。该方案能明显减少导频数量,在C-RAN的云结构下更适合LTE-Hi相邻小区间的协作配置,能根据干扰情况,在资源消耗与性能之间进行平衡。仿真表明该方案在低信干比环境下仍能表现较好性能,适合在C-RAN与LTE-Hi中应用。

一种适应高多普勒频偏的突发传输高效导频图案

导频符号辅助调制技术广泛应用于数字通信系统的突发传输。在频偏范围较大和信噪比较低时,现有的前后式导频方案的频偏估计误差会远高于理论下界。该文研究了频偏估计最大似然检测量的主瓣和旁瓣分布,分析了对称分布导频图案在频偏估计时的模糊问题。在此基础上提出了一种新的混合对称式导频图案,并给出了相应的参数选取原则。新导频图案能够在较低的信噪比下具有大的频偏估计范围和较高的估计精度。仿真结果验证了新导频图案的良好性能。

一种多点协作压缩感知信道估计伪随机导频图案生成算法

为了减少集中式/协作式/云计算无线接入网(centralized,cooperative,cloud radio access network,C-RAN)平台多点协作通信的信道估计中插入导频的数量,引入了压缩感知技术,进而提出一种伪随机导频图案生成算法,生成一种导频图案设计方案。由该算法生成的导频图案能满足压缩感知的观测矩阵条件,可以使得收发两端能同步计算出导频位置信息,克服了传统压缩感知信道估计因采用随机导频图案使得接收端很难确定导频的插入位置信息,进而很难分离导频与数据的问题。此外,该算法还能根据实际硬件条件,在性能与计算时间上进行权衡。通过在数字信号处理(digital signal process,DSP)芯片上进行硬件验证和Matlab软件上进行仿真验证,仿真结果表明,在C-RAN平台的多点协作通信的信道估计中,提出的方案具有较好的性能。

一种基于导频的OFDM系统信道估计方法

提出一种使用矩形导频图案的OFDM信道估计方法。接收端首先在频率方向估计信道,然后在时间方向插值。该方法仅需累加和少量乘法运算就能估计出信道冲激响应,复杂度低,实时性高。在未编码16QAM-OFDM系统中,通过仿真将提出的方法与线性、cubic和MMSE插值法进行均方误差和误比特率的比较。结果表明该方法性能优于前两者,接近后者。

基于混合遗传算法的导频优化

OFDM系统中,基于压缩感知的稀疏信道估计能够充分利用无线信道的固有稀疏性,进而降低导频开销,提高频谱利用率。针对压缩感知信道估计的导频设计,通过最小化压缩感知理论中测量矩阵的互相关性,提出一种基于混合遗传算法的导频优化方法。该方案首先采用遗传算法获得次优初始导频序列,然后结合导频位置以及导频功率对导频序列逐位进行替换、优化,以使测量矩阵的互相关性最小。MATLAB仿真结果表明,相比于伪随机导频设计和等间距导频设计,该算法能够保证较低的均方误差和误码率。

基于遗传算法的短波OFDM信道估计导频优化方案

短波信道具有时域稀疏性,压缩感知理论应用于短波OFDM信道估计可以改善估计性能以及减少导频开销。然而信道估计性能和信道的可恢复性都与导频的放置有着密切关系,为了进一步提高信道重构精度,以最小化测量矩阵的互相关为导频优化目标,提出一种基于遗传算法的导频优化方案,并设计了相应的交叉算子和变异算子,以产生新个体,保证种群的多样性。仿真结果表明,相比随机搜索,该方案可以得到更小的互相关值、更高的重构精度以及更高的频带利用率。

一种基于二维导频的信道估计改进算法

针对充满噪声干扰和多径效应的无线信道环境,提出一种基于二维导频的信道估计改进算法。该算法采用二维导频设置图案,利用导频点处充分记录的信道信息,提取信道参数的最优初始估计。在此基础上,利用优化的LMMSE算法,修正初始信道估计中的估计误差。理论分析及仿真实验表明,在多径时变衰落信道下,改进后的信道估计方法有效提高了系统的估计性能。

基于图信号处理的OFDM系统导频设计和信道估计方法

正交频分复用(OFDM,orthogonal frequency division multiplexing)是物联网的物理层关键技术之一,导频设计和信道估计是OFDM系统的关键问题。针对物联网通信场景复杂多样导致固定导频方案性能较差的问题,提出了一种基于图信号处理(GSP,graph signal processing)的导频设计和信道估计方法。首先,将时频资源块建模为图信号,将信道估计问题转换为图信号的采样重建问题。进而考虑时频双选衰落的影响,设计加权图邻接矩阵,构造基于时频位置的图拓扑结构。在此基础上,基于图信号采样理论优化导频位置,提出一种基于加权图拓扑构造的导频图案设计方法。同时,基于图信号重建方法进行信道信息重建,提出基于图平滑性约束的信道估计方案。仿真结果表明,所提方法相较于传统方案在双选信道的高速场景下可取得更高的信道估计精度,在低速场景下则可有效节约导频资源。

OTFS系统中基于最小多普勒间干扰的导频设计

正交时频空(OTFS)调制系统能够改进时变频选信道的错误概率,但是目前只是简单地采用矩形导频。文中在OTFS系统中一种基于冲激的信道估计模型的基础上,优化其导频图案。在固定导频开销的约束下,最小化多普勒间干扰,也即是最大化被估计的信道平均功率。经论证,该优化问题可以转化为一个经典的背包问题,并可以通过贪心算法求解。仿真结果表明,文中经过优化的导频图案与原矩形导频图案相比,相同的导频开销下,具有更低的均方误差和误码率。

短波OFDM系统中基于导频的信道估计的研究

在基于导频的短波OFDM通信系统信道估计中,导频信号的设置方式对于信道完整响应的估计性能具有很大影响。通常导频信号的设置从两个方面进行:1)导频在时间和频率方向的插入间隔;2)导频的插入图案。论文针对四种不同的信道环境,对系统选择不同导频图案进行信道估计后,系统的误比特率性能进行仿真分析,说明了各种导频图案的优缺点,指出了最适用于短波OFDM系统的导频设置方案。

短波信道上基于PSAM的OFDM系统信道估计技术

正交频分复用(OFDM)是已知的频谱利用率最高的一种通信系统,在短波通信中有很广泛的应用前景。通过研究短波信道上基于PSAM的OFDM系统信道估计的算法,进行了几种典型算法的仿真与比较。