检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：樊同亮重庆大学

学位级别：博士

正交频分复用(OFDM)是一种多载波数字调制技术，具有抗多径能力强、频谱利用率高、实现简单等优点，已被许多无线通信标准选为物理层传输方案。为了获得较高的数据传输速率和频谱利用率，OFDM系统需要采用相干检测技术，这就要求接收端... 详细信息

正交频分复用(OFDM)是一种多载波数字调制技术，具有抗多径能力强、频谱利用率高、实现简单等优点，已被许多无线通信标准选为物理层传输方案。为了获得较高的数据传输速率和频谱利用率，OFDM系统需要采用相干检测技术，这就要求接收端通过信道估计得到实时、准确的信道状态信息。而且，在自适应调制、波束成形及多天线传输等与OFDM结合的系统中，同样也需要信道状态信息。因此信道估计在OFDM系统中是必不可少的。论文围绕OFDM系统的信道估计展开，在研究现有信道估计与干扰消除技术基础上，提出了新思路和新算法。论文首先讨论了无线信道的衰落特性，对信道的时域与频域特性作了简单的分析，详细介绍了常用的确定性衰落信道模型。在深入研究传统LS估计器、LMMSE估计器和基于DFT的变换域估计器的优缺点后，提出了基于统计分析的信道估计方法。传统的基于DFT的信道估计算法只消除了信道冲激响应估计中循环前缀长度之外的噪声，循环前缀长度内的噪声并没有得到抑制。大多数基于DFT的信道估计改进算法通过设立一个阈值门限，对循环前缀内CIR估计值进行判断，进一步消除噪声，从而提高信道估计的精度。这些方法的关键是如何找到一个最佳的阈值以获得期望的结果。另外，阈值门限法，难以处理阈值附近的CIR估计值。因为无线信道冲激响应由有用信号部分和噪声部分组成，所以从多元分析方法出发，抑制噪声问题是一个典型的辨别分析问题。为了避免阈值方法无法处理阈值附近的采样值，通过引入Mahalanobis距离进行辨别分析，有效的克服了阈值门限法的缺陷。基于DFT的OFDM信道估计方法适用于采样间隔信道。当信道为非采样间隔信道时，经DFT运算后，会出现信道冲激响应的能量泄漏。通过改变辨别范围，提出的算法也适用于非采样间隔信道。通常，假设在一个OFDM符号间隔内移动信道是拟平稳的。随着载频及终端移动速度的提高，信道时变引起的多普勒频移将破坏子载波正交性，由此造成的ICI将严重影响系统性能。针对时变信道估计算法的局限性，Choi等人提出了最小均方误差估计方法，由于该方法计算量较大且需要信道统计信息，所以很难实用。在大多数实际应用条件下，信道在一个OFDM符号周期内的变化近似满足线性模型。根据这一特性对时变信道进行线性建模，然后通过估计线性模型的斜率和参考点值来获得信道响应的估计值。利用线性模型拟合信道在一个符号内的线性时变，难免会带来误差，且信道同时受到噪声的干扰，也会带来误差。根据基于总体最小二乘准则，本文提出了一种新的快变信道估计方法，该方法同时考虑了模型误差和噪声，且不需要信道的统计特性信息。仿真结果表明，当多普勒频移增加时，该方法具有较好的鲁棒性。在OFDM系统中通过加入循环前缀来避免符号间干扰，导致了系统利用率的下降。对于延时较长的信道，难免会出现信道长度超过循环前缀长度的情况。论文分析了OFDM系统中由于循环前缀的不充分而导致的符号间干扰和子载波间干扰，并提出了基于总体最小二乘准则的干扰消除算法。在无线通信系统中，由于系统终端存在移动性以及信道的多径效应，信道难以保持稳定。当信道参数快速变化时，OFDM系统存在载波间干扰（ICI），这会影响信道估计的精度，导致传统的单抽头频域均衡器不再适用。为了同时兼顾信道估计误差和噪声提出基于正则总体最小二乘准则的信号恢复算法。该方法弥补了现有OFDM均衡估计算法不考虑信道误差的缺陷，确保在均衡时较好的去除信道干扰和噪声。理论分析和仿真结果表明，该算法能有效地恢复传输信号。

关键词：正交频分复用信道估计和均衡子载波间干扰 Mahalanobis距离总体最小二乘准则

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有关OFDM系统的信道估计和干扰消除技术

有关OFDM系统的信道估计和干扰消除技术

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作者：尼俊红北京邮电大学

学位级别：博士

由于OFDM系统具有较高的频带利用率和良好的抗多径衰落性能,可以很好的解决频率选择性信道上的高速数据通信,因而广泛应用于宽带无线通信领域。符号时间的增加,使得OFDM系统具有良好的抗多径性能,但同时也使OFDM系统对于无线移动信道的... 详细信息

由于OFDM系统具有较高的频带利用率和良好的抗多径衰落性能,可以很好的解决频率选择性信道上的高速数据通信,因而广泛应用于宽带无线通信领域。符号时间的增加,使得OFDM系统具有良好的抗多径性能,但同时也使OFDM系统对于无线移动信道的时变性更加敏感。特别是,多普勒扩展会破坏子载波间的正交性,造成子载波间的功率泄漏,从而产生子载波间干扰(ICI), ICI在严重影响整个系统性能的同时,也给信道估计带来了困难。本文的研究工作主要是围绕时变衰落信道上OFDM系统的信道估计和干扰消除技术展开的,在借鉴前人研究成果的基础上,提出一些新的思路和一些新的算法,并在滤波器组理论框架下对OFDM系统进行了分析。主要的研究成果如下： (1)提出两种适用于近似线性信道(即信道在一个OFDM符号时间内近似线性变化)的OFDM信道和ICI系数估计算法。一种是频域估计方法,另一种是时域估计方法。相比较而言,时域方法需要估计的参数比频域方法的要少,仿真结果表明,当多普勒频移增加时,时域方法具有更好的鲁棒性。 (2)对ICI进行了比较详细的分析,推导了Jakes信道模型下ICI功率的上下界,并通过仿真分析了不同信道条件下,ICI的功率、分布特性及对OFDM系统性能的影响。 (3)在ICI分析的基础上,对时变信道上的MMSE准则进行了修正,基于修正MMSE准则提出一种并行迭代均衡算法消除ICI。仿真结果表明该算法的性能较普通的PIC算法有明显提高,但收敛速度较慢。 (4)提出一种基于LMMSE准则的ICI直接消除算法,该算法对慢速和快速时变信道都适用。文中推导了在时变信道下解的一般形式,以及在Jakes谱瑞利衰落信道上的结果。仿真结果表明这种方法对信道的变化速度有较好的鲁棒性,不足之处是当信道失配时,性能会有比较明显的降低。 (5)提出一种基于非最大抽取FIR滤波器组预编码器的盲信道估计和均衡的方法,给出了均衡器的最优解及输出信噪比公式,该方法的最大优点是不受信道零点位置的限制。 (6)在多率滤波器组的理论框架下对OFDM系统进行分析,给出OFDM系统在单用户和多用户情况下,基于滤波器组传送多路复用器结构的统一模型。

关键词：正交频分复用干扰消除信道估计和均衡最小均方误差准则滤波器组预编码器

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一种低复杂度的信道估计与均衡模块实现

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电视技术 2010年第S2期34卷 4-6页

作者：邹强潘长勇肖静清华信息科学与技术国家实验室微波与数字通信技术国家重点实验室清华大学电子工程系北京100084

提出了一种基于TDS-OFDM技术的信道估计与均衡模块的设计方法,并在FPGA上实现,可应用于高速电力线通信中.根据模块特点,分别从整体架构和局部单元进行了优化设计.通过仿真和硬件实测表明.本模块具有很低的硬件复杂度和良好的性能.

关键词： TDS-OFDM 信道估计和均衡高速电力线通信现场可编程门阵列

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短波SIMO信道估计与均衡方法研究

短波SIMO信道估计与均衡方法研究

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作者：严俊超电子科技大学

学位级别：硕士

短波通信作为重要的通信手段之一，一直以来都受到研究人员的广泛关注。另一方面，数字通信技术的不断发展使得像短波通信这样的传统通信方式有了新的发展契机。多输入多输出系统（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）作为4G通信技... 详细信息

短波通信作为重要的通信手段之一，一直以来都受到研究人员的广泛关注。另一方面，数字通信技术的不断发展使得像短波通信这样的传统通信方式有了新的发展契机。多输入多输出系统（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）作为4G通信技术的主要技术之一，在抗干扰、提高信道容量等方面有着显著的优势。本文首先介绍了短波通信的主要特点。在第三章中，我们结合多天线技术中的分集合并技术，包括最大比合并、等增益合并和选择合并，对短波SIMO通信进行了理论分析和性能仿真。当在信道状态信息已知的情况下，最大比合并具有最优的性能，即信噪比增益最大、系统误码率最小，等增益合并次之，而选择合并最差。造成这种结果的原因是最大比合并更多的利用了信道的先验信息，如信道衰落的幅度、相位、时间延迟等。但是，这些先验信息在实际情况中往往难以获得。因此，根据信道的特性，我们需要先对信道进行估计或均衡。信道估计和均衡的方法以对先验信息的不同需要，又可以分为基于训练序列或导频信号、半盲和盲估计三类方法。在第四章中，我们首先介绍了基于训练序列的最小二乘估计和最小均方差估计，并对他们的性能进行了仿真与分析。在均衡算法中，本文主要讨论了Bussgang类中的决策指向、Sato算法、Godard算法以及分数间隔恒模算法，并对其进行了仿真与分析。另一方面，在短波通信中，由于电离层的反射会造成较大的时间延迟，用有限脉冲响应模型来对信道建模时，信道只有少数抽头系数为非零值。因此，我们可以认为短波信道是一种稀疏多径信道。从传统估计算法在稀疏多径信道下的仿真结果可以看出，当信道抽头系数为稀疏的时候，传统信道估计方法，如最小二乘算法，会得到大量的非零元素，这与实际的信道情况不符。因此，针对这一问题，本文提出了使用l p范数约束，FOCUSS等稀疏成分分析算法作为解决方法，并通过MATLAB进行了性能仿真。

关键词：短波通信分集合并技术信道估计和均衡压缩感知

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基于IEEE802.11a WLAN的MIMO-OFDM系统信道估计技术

基于IEEE802.11a WLAN的MIMO-OFDM系统信道估计技术

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作者：李玉洁西安电子科技大学

学位级别：硕士

本文对IEEE802.11a系统的信道估计技术进行研究。首先介绍了单天线系统下的信道估计方法，包括基于训练序列，导频的估计算法和LS估计算法。随后提出了一种基于迭代估计的算法，性能仿真证明它能够对信道特性进行更好的跟踪。针对WLAN... 详细信息

本文对IEEE802.11a系统的信道估计技术进行研究。首先介绍了单天线系统下的信道估计方法，包括基于训练序列，导频的估计算法和LS估计算法。随后提出了一种基于迭代估计的算法，性能仿真证明它能够对信道特性进行更好的跟踪。针对WLAN的突发传输特性和室内环境，在研究了MIMO-OFDM系统中基于训练序列估计方法的基础上，文章首先提出了一种频域估计的算法，并对之进行了改进。然后重点研究LS估计下的最优训练序列设计方法，包括正交训练序列设计和移相正交训练序列设计。研究表明移相正交训练序列突破了正交训练序列对于发射天线数目的限制，能够在任意数目的发射天线下，得到LS估计的最小MSE。最后，提出了一种恶劣多径信道下的最优LS估计算法。仿真证明，这种估计算法在信道的最大多径迟延大于OFDM保护间隔长度时，仍然能够对信道进行正确的估计。

关键词：信道估计和均衡多入多出正交频分复用 IEEE802.11a

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OFDM水声通信系统中均衡及多普勒补偿的实现研究

OFDM水声通信系统中均衡及多普勒补偿的实现研究

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作者：曹倩哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

作为近年来水声通信系统中的研究重点和热点的正交频分复用(OFDM)技术,具有频谱利用率高、抗多径和脉冲噪声能力强、在高效带宽利用率情况下的高速传输能力以及实现方法简单的优点。但面临有限的带宽、强多途干扰和信道结构的快速时变... 详细信息

作为近年来水声通信系统中的研究重点和热点的正交频分复用(OFDM)技术,具有频谱利用率高、抗多径和脉冲噪声能力强、在高效带宽利用率情况下的高速传输能力以及实现方法简单的优点。但面临有限的带宽、强多途干扰和信道结构的快速时变等问题。本论文的主要任务是在水声通信信号处理板上实现一个具有信道估计和均衡、多普勒补偿模块的OFDM系统。信号处理板采用高性能定点DSP芯片TMS320C6455作为主要的信号处理芯片,辅以Xilinx公司的Virtex-II系列FPGA芯片XC2V1000-5FG256作为板上逻辑控制。在整板数字和模拟数据流均打通以后,进行OFDM系统的软件设计,包括发送部分和接收部分。系统的软件设计是基于DSP/BIOS系统实现的,可以做到实时处理数据。文中对信道估计和均衡以及多普勒补偿的原理和实现方法进行了阐述,并且给出了结果。由于需要实时地进行相关、浮点运算,所以DSP计算量很大,除了该款DSP本身主频非常高这个优势,在设计软件时,也充分考虑了流程和结构。并且文中给出了系统的实时性分析。

关键词： OFDM DSP开发信道估计和均衡多普勒补偿

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DRM接收机软件系统的研究与实现

DRM接收机软件系统的研究与实现

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作者：段建峰天津大学

学位级别：硕士

DRM系统是针对频率在30M以下的调幅广播的新一代数字广播系统。DRM采用OFDM调制方式和多级信道编码,使用交织、差错保护技术,大大地减轻了频率选择性衰落、多径时延以及多普勒效应的影响,提高了信号传输质量和稳定性。本文介绍了DRM接... 详细信息

DRM系统是针对频率在30M以下的调幅广播的新一代数字广播系统。DRM采用OFDM调制方式和多级信道编码,使用交织、差错保护技术,大大地减轻了频率选择性衰落、多径时延以及多普勒效应的影响,提高了信号传输质量和稳定性。本文介绍了DRM接收机软件的实现方法和过程。首先,本文对DRM发射和接收系统作了简要介绍。之后,讲述接收机的软件系统的实现。着重介绍了基带信号获取、同步算法、信道估计和均衡算法。基带信号获取包括下变频、下采样和多相滤波器的设计。同步算法包括OFDM符号的时间同步、子载波频率同步和传输帧的时间同步。OFDM符号的时间同步、子载波频率同步过程又分为初步同步获取和同步跟踪两个阶段。其中,同步跟踪阶段采用PID控制算法。由于采样率的偏差会产生码间串扰,所以论文对采样率偏差的估计和纠正方法也作了详细的阐述。本设计实现了三种信道估计算法,包括维纳滤波估计、线性插值估计和基于DFT的估计算法。最后,PC机仿真采用了一种基于DFT和线性插值的混合算法;在DSP上采用了线性插值算法。此外,本文对多径信道的数学模型也作了详细推导。同时,对DRM接收机的MSC、FAC、SDC数据获取、MSC解复用、QAM解映射、信道解码等部分的实现也进行了简要介绍。

关键词： DRM OFDM 同步信道估计和均衡

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面向MIMO-OFDM系统的软件无线电处理器研究

面向MIMO-OFDM系统的软件无线电处理器研究

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作者：陈艇国防科学技术大学

学位级别：硕士

当前无线通信基站平台在功能实现上过多地依赖于加速部件,导致处理器的架构灵活性较差,不易产品的升级,软件无线电技术是以软件实现无线电的功能,具有良好的灵活性和可扩展性,被认为是未来宽带无线通信发展的趋势。然而诸如FIR滤波、离... 详细信息

当前无线通信基站平台在功能实现上过多地依赖于加速部件,导致处理器的架构灵活性较差,不易产品的升级,软件无线电技术是以软件实现无线电的功能,具有良好的灵活性和可扩展性,被认为是未来宽带无线通信发展的趋势。然而诸如FIR滤波、离散傅立叶变换(DFT)、信道估计和MIMO信道均衡等4G通信中关键技术,在运算量较大的同时,又有较大的并行性及一些特殊的运算模式,从而使得在处理器级采用专门指令和结构成为可能。本文以算法驱动软件无线电体系结构的设计,提出一种面向MIMO-OFDM系统的软件无线电数据处理单元(DPU)模型,为下一代无线通信软基站平台的研制提供参考。本文首先对现有软件无线电体系结构进行深入的探讨,并分析了各自的优点与不足,总结了软件无线电数字信号处理器未来可能的发展趋势;同时对未来4G可能采用的关键技术OFDM、MIMO、信道估计和信道均衡等原理和方法进行了详细的论述,并分析了其复杂度和计算特征,提出了一种基于VLIW+SIMD结构的软件无线电DPU模型,并根据算法分析提出多种面向应用的专用指令和结构。本文的主要工作集中于对未来4G可能采用的主要关键技术的原理和复杂度进行分析,完成了对处理器指令集系统以及功能部件的详细设计,并利用LISA语言编写了处理器的时钟精确型模型,得到汇编器和链接器;最后,本文将FIR滤波算法、FFT算法和矩阵乘法这三种4G无线通信标准中的典型算法在数据处理单元上进行了映射,利用自定义的指令手工编写三种算法的汇编程序,并利用模拟器进行模拟,与TI公司的高性能处理器C64x+进行性能的比较,FIR算法和FFT算法的最大加速比分别是7.95和8.66;而2×2矩阵乘法运算和4×4矩阵乘法运算加速比分别达到了11.2和12.6,综合分析表明DPU结构满足应用的需求。

关键词：软件无线电 4G OFDM MIMO 信道估计和均衡

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水声时延多普勒域通信系统关键技术研究

水声时延多普勒域通信系统关键技术研究

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作者：尹辽阔哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

海洋资源在战略层面具有极其重要的地位,水声通信在海洋资源勘探与开发方面中发挥着尤为重要的作用。水声通信系统与无线电通信系统相比存在更多挑战,如通信带宽资源有限、存在较大时延拓展、严重多普勒干扰以及信道具有的快速时变特性... 详细信息

海洋资源在战略层面具有极其重要的地位,水声通信在海洋资源勘探与开发方面中发挥着尤为重要的作用。水声通信系统与无线电通信系统相比存在更多挑战,如通信带宽资源有限、存在较大时延拓展、严重多普勒干扰以及信道具有的快速时变特性等影响通信性能的因素。为能够在充满挑战的水声信道中的进行稳定可靠的通信,本文将正交时频空间调制(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)技术与水声通信进行结合,该方案通常用于解决通信系统在高速移动情况下受到多普勒效应影响等问题。与正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex-ing,OFDM)技术对比OTFS调制技术在时延频率双扩信道中有更好的性能优势,并且OTFS还有更低的信号峰均比以及发射机设计的复杂度。本文对采用OTFS调制技术的水声通信系统在时延-多普勒域的关键技术进行了研究。本文首先对水声OTFS和OFDM通信系统的基本原理进行理论研究,分析了时延-多普勒域中信号及信道的表示形式,以及OTFS调制方式相比于传统OFDM调制所具有的优势。本文对水声信道的特性进行了分析,便于对水声时变信道进行建模。本文分析了时延-多普勒域信号和时频域信号之间的联系,通过辛傅里叶变换相互转换,进而设计研究了基于OFDM的OTFS的调制的系统方案。本文针对于OTFS在时延-多普勒域的信号结构进行导频设计以及信道估计和信道均衡算法的理论研究,在时延-多普勒域进行基于阈值的信道估计方法和基于正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)的稀疏信道估计方法的性能对比分析,并对线性最小均方误差(Linear Minimum Mean Square Error,LMMSE)均衡算法和消息传递(Message Passing,MP)均衡算法进行性能对比分析。本文从多径效应、多普勒频移、海洋环境噪声等角度对水声时变信道的特征进行分析,并基于时变声传播模型进行海洋时延-多普勒域的信道建模仿真,在仿真的时延-多普勒域信道条件下对OTFS和OFDM通信系统的性能进行了对比分析。最后,通过对南海海域实测海洋时延-多普勒域信道条件下OFDM和OTFS通信系统的性能对比分析,验证了OTFS方案在时频双选信道条件下的性能,在实测的低信噪比情况下,OTFS水声通信系统的性能相比OFDM调制方案在性能上有2-4dB性能提升。

关键词：水声通信正交时频空信道估计和均衡时延-多普勒域

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