非理想信道估计下OFDM系统按比例自适应的子载波分配算法

在满足用户带宽接入需求约束下,针对时分双工OFDM下行链路系统最大化系统加权和速率问题,提出按比例自适应子载波分配算法。在最大信噪比(SNR)子载波分配策略基础上,引入用户权重,提出按比例自适应子载波分配策略,据此给出用户带宽接入概率表达式,通过求解具有约束条件的非线性最优化问题,得到满足用户带宽接入需求的用户权重。仿真结果表明:所提算法可自适应地根据用户带宽需求因子和平均SNR给出对应用户权重,并据此按比例地为用户分配所需带宽;随着用户平均SNR的增大,信道估计误差方差减小,当平均SNR达到17.5 d B时,几乎可以达到与理想信道估计下子载波分配算法相同的性能。

非理想信道估计条件下OFDM系统的最大似然检测算法

基于最大似然的准则,研究了理想信道估计条件下和非理想信道估计条件下OFDM 系统的最优检测算法。研究结果表明,当发送信号为 PSK 调制方式时,无论是理想信道估计还是非理想信道估计,最大似然检测算法与传统的迫零检测算法等价。但当信道估计非理想且发送信号的调制方式为16QAM 或高阶 QAM 时,采用最大似然检测算法才能够获得更好的性能。

OFDM系统中基于分组导频的迭代信道估计算法

对OFDM系统中由于信道的时变性产生的载波间干扰进行了分析,并在此基础上提出了一种分组导频结构的DFT迭代信道估计算法。与原有的信道估计算法相比,此种算法不仅在一般的信道条件下具有良好的性能,而且更加适合快变信道条件下的OFDM系统。仿真结果表明:提出的OFDM信道估计算法不仅可以给出精度较高的信道信息,而且近似达到理想信道估计的性能。

非理想信道下编码-预编码OFDM迭代译码性能界

针对信道估计精度会影响迭代译码性能的问题,分析了非理想信道估计下信道编码与预编码结合的OFDM系统迭代接收机的性能。利用信道估计误差强度来表征信道估计质量,推导了信道参数不理想时系统误码率的一般上界,并给出了一种经验下界。理论分析及仿真表明,信道估计误差不损失系统的分集增益,只造成编码增益下降。在各种系统参数选取下,误码率仿真曲线均落入理论分析上下界之间,且两者间距仅为0.6 dB左右,表明所提出的上下界可有效预测实际系统的渐近误码率性能。

信道估计对传输预处理系统性能的影响

传输预处理技术可以降低下行链路终端的处理复杂度和功耗,但它的前提条件是发射端已知信道信息,目前的传输预处理算法都是假设通过信道估计的信道冲激响应值就是理想的信道信息。但是,在实际系统中,不可能已知精确的信道信息,非理想的信道估计对传输预处理的性能会造成影响。研究了信道估计对信道奇异值分解(SVD)和联合传输(JT)两种传输预处理算法性能的影响,分析了估计误差项及其产生原因,通过仿真进一步验证了理论结果。

非理想环境下分布天线系统信号发送与合并方式性能分析

基于频率选择性衰落信道,分析了非理想信道估计条件下,多播与信号合并方式对直扩码分多址接入(DS-CDMA)分布天线系统前向链路性能的影响,提出了多径环境下分布天线系统多址接入的信号模型,推导得出了存在信道估计误差时前向链路中断概率的理论结果.研究表明,信道估计误差对前向链路性能的影响与系统的负荷有关,同时多播技术可有效对抗信道估计误差,降低前向链路中断概率.

考虑高斯误差和Doppler扩展的最大比合并性能分析

在高斯误差和Doppler扩展条件下,研究信道估计时公共导频信道相关长度对天线阵的合并性能影响.假设信道估计通过相关WCDMA公共导频信道的N个符号来获得,文章首先推导了相干BPSK解调时平均BER性能的闭解表达式,然后利用该平均BER表达式对导频信道最优相关长度进行了分析,给出了最优相关长度的计算方法,并证明了最优相关长度N只与最大Doppler扩展f和符号周期有关,与阵列参数以及天线接收的信噪比无关.

协作网络物理层安全通信系统性能分析

在窃听信道模型基础上加入协作干扰机的协作无线网络模型,研究在非理想信道估计条件下的信道信息进行系统安全速率极大化的功率分配方案优化方法。分别考虑3种不同场景的系统模型,得到最优功率分配下的系统安全速率,并将其与理想信道估计条件下最优功率分配的系统安全速率进行比较,分析了在有信道估计误差的实际通信环境中物理层安全的可实现性,通过数值模拟及结果分析,证明了存在1个最优的功率分配比和相应的发射功率值,使得系统的安全速率达到最大,性能最好。

基于导频长度优化的安全传输方案设计

考虑一个单发单收单窃听的通信场景,假设每一个节点都只装配单天线,在准静态块衰落信道下设计基于导频长度优化的安全传输方案。由于实际通信过程中用于信道估计的导频资源有限,发端不能完全获知主信道的瞬时信道状态信息,导致连接中断不可避免;同时考虑被动窃听场景,由于发端不能获知窃听信道的瞬时信道状态信息,因此安全中断不可避免。为保证传输的可靠性和安全性,提出一种基于系统中断性能的安全编码参数选择策略,得出保证安全传输的主信道链路条件。基于这一传输条件,设计了一种安全机会传输方案,并分析了系统的净安全吞吐量性能。通过最大化净安全吞吐量这一性能指标,进一步研究了在该安全传输方案下的最优导频长度问题。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性。

一种鲁棒的单载波频域均衡器

单载波频域均衡(SC-FDE)技术具有发送信号低峰均功率比的优势,是新一代通信3GPP-LTE/LTE-Advanced上行链路的关键技术之一。针对非理想信道估计,基于信道估计误差的统计模型,提出了一种联合频域均衡和时域判决反馈的鲁棒接收均衡器。以最小化均方误差(MSE)为最优准则,推导了均衡器的系数和均方误差的表达式。仿真结果表明,这种鲁棒的混合均衡器在非理想信道估计下较传统均衡器具有显著的性能提升。

BICM-OFDM失配解调修正研究

考虑多路窄带干扰及非理想信道估计所造成的影响,采用常规的译码方法会使系统的信道适应力下降,降低与其他系统的兼容性,导致系统性能变差。因此,分析比特交织编码调制-正交频分复用(BICM-OFDM)系统中的解调失配现象,提出一种基于广义互信息(GMI)和对数似然比(LLR)的二维修正解调算法,并推导得到了基于信道转移概率的最佳LLR。理论分析及数值仿真结果表明,该修正解调算法与传统译码方法相比,可以在GMI和误码率等方面显著提高系统性能。