基于OFDM的无线传输技术仿真实现

本文对OFDM系统的基本原理及应用进行了深入的探讨和研究，利用OFDM系统在多径环境和衰落信道传输中的优势搭建基于OFDM系统的传输链路并进行仿真。     

信道估计偏差对空时编码的OFDM系统性能的影响

本文研究了采用空时编码的OFDM系统的性能，通过Monte Carlo仿真分析了系统性能和信道估计偏差对系统的影响。     

一种基于双同步头的OFDM系统信噪比估计新方法

信噪比（SNR）是OFDM系统的一个重要的参数，在很多相关技术中得到了应用，如信 道估计、自适应解码、时间同步等。针对OFDM系统，设计了2个训练序列的同步头，选 取相邻4个子载波上的信号来进行噪声功率估计，并利用相邻信道频域相应的差值来抵消多 径和多普勒效应带来的信道衰落。仿真分析表明，此算法可以很好地适应时间和频域选择性 信道要求较高的环境，满足工程的要求。     

一种改进的不限重传次数的HARQ重传方案

为了保证数据在无线衰落信道条件下的可靠传输,产生了联合前向纠错编码(FEC)与自动请求重传(ARQ)的混合ARQ(HARQ)技术。HARQ有多种重传方案,本文针对HARQ的无限次重传方案进行了研究,提出了一种改进的基于RCPT码的HARQ重传方案,并分别与传统RCPT-HARQ方案在瑞利快衰落、慢衰落信道下进行仿真比较,仿真结果显示出改进方案在慢衰落信道条件下获得了更高的通过率。     

一种非线性信道MIMO-OFDM系统性能改进算法

多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)可以提高系统在频率选择性衰落信道的传输性能.与OFDM系统一样,MIMO-OFDM系统也存在高峰值平均功率比(PAPR)的问题.为此,提出了一种降低空时分组编码MIMO-OFDM系统PAPR的正交部分传输序列算法,运用这种算法,利用傅里叶变换的性质,通过调整空时编码与基带正交调制的顺序,对两天线发射端,可以降低算法近一半的复杂度,且可以减少一半的边信息.利用高功率放大器的非线性模型,得到了瑞利衰落信道下PAPR降低后系统的误码率性能.仿真结果证明了该方法的有效性.     

空时编码OFDM系统中信道的半盲估计

针对空时编码的OFDM系统,利用发送信息符号的星座点数目有限特性构建了一个包含信道参数所有可能的集合,并将该集合映射到实平面上,信道估计则通过更新信道参数实平面和其中的信道参数曲线来实现.导频的使用简化了算法运算,实现了在信道参数实平面上初始信道参数曲线的建立.仿真分析表明,在空时编码OFDM系统中该方法性能接近理想的基于最小均方误差的估计,但计算更为简单.     

一种新的多址信道有效阶数估计算法

针对多用户正交频分复用/空分多址（OFDM/SDMA）系统上行链路多址信道,基于噪声信道提出了一种新的信道有效阶数和信道冲激响应联合估计算法。该算法以最大似然为目标函数,构建了基于差分进化并行搜索信道有效阶数并进行信道冲激响应估计的联合框架。算法引入赤池信息量准则作为搜索阶数最优的评判函数,以提高信道有效阶数和信道冲激响应的估计精度。仿真验证了所提算法的有效性和可靠性,结果表明引入赤池信息量准则（AIC）在降低有效信道阶数估计误差的同时提高了时域最大似然信道估计器的性能。特别地,在误码率为10－5时,所提算法能够获得约1.5 dB的性能增益     

一种基于OFDM的协同通信策略

为了有效对抗频率选择性衰落,将正交频分复用(OFDM)技术应用于协同通信系统,针对该系统的特点,提出了一种带循环冗余校验(CRC)的选择子载波译码转发策略.应用此策略,中继节点可以根据信道估计的结果选取衰落较小的子载波转发被自己正确解码的信息.仿真结果表明,与传统的译码转发策略相比,该策略具有更好的误码性能.     

一种改进的单音干扰下OFDM系统盲信道估计算法

在相关检测的OFDM系统中,信道估计具有十分重要的意义。研究了一种在单音干扰 环境下的OFDM系统中基于预编码的盲信道估计方案。利用接收的干扰信号的频域信息对单音 干扰信号进行准确估计与重构,有效地消除了干扰信号的影响,提高了单音干扰下盲信道估 计的准确性。与其他盲信道估计算法相比, 基于预编码的盲信道估计算法具有较低的运算复杂度以及较快的收敛速度。仿真结果表明 了该算法在干扰估计以及信道估计两方面都取得了较好的性能。     

基于OFDM系统的低压电力线通信信道估计的研究

主要研究了基于OFDM系统的低压电力线通信的信道估计问题。通过分析低压电力线信道特性,提出一种适合电力线信道且不需要导频的判决反馈信道估计方法。在信道慢时变的条件下,这种方法能够提高系统的传输效率。通过仿真电力线信道特性和OFDM系统,将这种信道估计方法应用在仿真系统中,能够得到较好的性能。     

数字并行接收机在时变信道下的信道估计与均衡方法

为了适应高速宽带无线通信的需要,本文在一种高速数字并行接收机(APRX)结构的基础上,提出了一种时变信道下的信道估计和均衡方法。使用伪随机(pseudo-randomnumber,PN)序列相关进行信道估计,将所得到的信道频率响应粗估计按照一个DFT块的长度在一帧内进行线性内插得到信道频率响应细估计,将其用来在频域进行信道均衡。这种结构能适应高速率传输的要求,并且能有效地对抗时间和频率选择性衰落。仿真结果表明,在多径衰落信道下,APRX已经无法工作,而本文提出的数字并行接收机的信道估计和均衡方法有较好的性能,并且该方法实现简单,便于应用。     

未知衰落信道中MPSK信号的非数据辅助载波频率估计方法

未知衰落信道中的MPSK信号的非数据辅助载波频率估计是通信参数估计中的复杂问 题,目前尚缺乏有效的针对性研究成果。针对该问题,提出采用先补偿信道影响,再去调制 , 然后进行非衰落信道单频信号频率估计的方法。该方法比进行频率和信道冲激响应联合估计 的方法简洁和高效,而且解决了联合估计中难以有效去调制的问题。通过和非衰落信道的频 率估计结果对比,表明其估计性能的下降小于3dB,能很好地满足应用需要。     

一种超宽带模拟合并转发协作通信系统

针对频率选择性衰弱信道下协作通信系统信道估计复杂的问题,提出了一种模拟合并 放大转发超宽带（UWB）协作通信方案。该方案在源节点处对发送符号进行实数分布式空时 编码并附加传输参考,在中继节点处利用传输参考对多径分量进行模拟合并,从而构建了一 种改进型非正交放大转发协作通信系统。仿真结果证明,相对于无协作通信系统,模拟合并 转发协作系统无需信道估计就可获得传输性能的有效提升。     

修正Kalman滤波多带UWB信道估计改进方法

针对多带超宽带(UWB)系统中修正Kalman滤波算法复杂度高的缺陷,提出一种低复杂度的修正Kalman滤波改进方法。该方法中UWB信道采用自回归模型(AR)建模,利用导频跟踪时变信道衰减因子,通过Kalman滤波和频域分段最小均方误差(MMSE)算法同时跟踪信道的时域相关性和频域相关性,提高了系统性能,降低了计算复杂度。仿真结果表明,和修正的Kalman滤波方法相比,在估计精度损失很小的情况下,所提方法极大降低了计算复杂度,提高了系统整体的估计性能。     

地空衰落信道下JTIDS信号信噪比盲估计

针对地空衰落信道下联合战术信息分发系统（JTIDS）信号信噪比的估计问题，提出了一种适用于单脉冲和双脉冲时隙结构JTIDS信号的接收信噪比盲估计方法。首先，利用信道实时最大时延粗估计值确定无符号间干扰的数据区间；其次，基于JTIDS信号脉冲时隙结构中静默时间的保护间隔特性估计噪声功率；最后，根据选定区间数据的自相关函数估计接收信号的信号功率，从而估计出接收链路的信噪比。仿真实验结果表明，取单时隙样本长度时，在巡航、起降两种空中平台状态下，提出估计方法在较宽信噪比范围内具有良好的均方误差估计性能，可满足JTIDS系统的信噪比估计需求。     

非频率选择性衰落信道下捕获性能的分析

对基于数字匹配滤波器(DMF)捕获系统在非频率选择性衰落信道下的捕获性能进行了深入讨论，利用状态转移图推导出单次驻留判决方式时平均捕获时间的表达式。对平坦慢衰落信道和快衰落信道下的平均捕获时间进行了数字分析，得出的主要结论是：无论信道是否存在衰落，基于DMF的捕获系统都具有很快的捕获速度；基于DMF的捕获系统在衰落信道下的捕获性能明显要比非衰落信道差；衰落速度越快，平均捕获时间就越长，系统的捕获性能就越差。因此当信道存在非频率选择性衰落时，可以在接收端采用分集接收(比如空间分集)来改善系统的捕获性能。     

一种新的低复杂度信道估计算法

提出了一种低复杂度的最小线性均方误差（LMMSE）估计算法,该算法依据重叠和非重叠技 术将相关矩阵进行分块。由于该算法采用小的子矩阵而不是整个相关矩阵,尽管性能稍微恶 化但复杂度大大降低。以指数衰落信道模型为例,评价了该算法的均方误差性能,证实了该 算法的有效性。     

采用数据辅助的大规模MIMO信道半盲迭代估计

由于大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)信道衰落参数的维度较高,导致最优估计算法计算量大且需要的导频数较多而影响到频谱效率。为降低计算复杂度并减少导频开销,提出了两种基于期望最大化(Expectation Maximization,EM)估计的半盲迭代改进算法。利用少量正交导频序列估计出信道初值,通过用户与基站间信道的大尺度衰落系数把用户分簇,根据这些系数按比例地分配接收噪声,再利用数据的统计特性推导出信道衰落参数的均值和方差。仿真结果表明,当导频数远少于待估计参数的个数时,半盲估计算法的均方误差(Mean Square Error,MSE)优于导频估计的极大似然(Maximum likelihood,ML)算法。     

新型船舶自动识别系统设计及其同步算法分析

为了提高船舶自动识别系统（AIS）的容量,提出了基于正交频分复用技术（OFDM）的新型AIS系统设计方案。新系统设计主要包括系统参数设计、系统帧结构设计。新系统链路容量和信道传输速率均较传统AIS系统提高了6倍,实现了频域资源的有效利用。该系统对符号定时偏差和载波频率偏差特别敏感,因此对接收信号的同步处理必不可少,在设计的新系统基础之上提出了一种新的盲估计算法,利用包含在循环前缀内的冗余信息,在多径信道信息未知的情况下,直接通过对接收信号做相关构造一个归一化的相关特性函数,通过此函数可得到符号时延位置和多径信道长度,进而得到载波频率偏差。仿真结果表明在多径信道下该算法也具有较好的性能。     

平坦信道下的MIMO信道估计误差分析

基于导频序列推导了频率平坦多输入多输出(MIMO)信道下的最小二乘信道估计(LS)误差;将信道估计误差等效为高斯噪声,推导了信道估计条件下系统的等效信噪比,提出了用系统的等效信噪比来分析和评估在信道估计误差条件下系统的误码性能;最后用等效信噪比的方法评估了ZF-V-BLAST算法在信道估计下的性能,结果表明和计算机仿真结果基本相吻合。