检索结果-内蒙古大学图书馆

系统工程与电子技术 2025年第1期47卷 324-331页

作者：邵永琪杨丽花常澳任露露南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003

为了克服在可重构智能反射面(reconfigurable intelligent surface,RIS)辅助的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统中现有基于深度学习的信道估计方法计算复杂度过高的问题,在RIS下利用基扩展模型(base extension model,BEM)对时变信道进行建模,并提出基于残差链接超分辨率卷积神经网络的时变信道估计方法。具体来说,所提方法首先将参数较多的信道系数估计转换为参数较少的基系数估计,以降低所提方法计算复杂度。在线下训练中,利用低分辨率的基系数估计对神经网络进行训练,仅需要少量的输入即可获取高分辨率的信道估计。为了提高所提方法的实用性,将网络训练的标签设置为具有高精度的信道估计值,而非理想的信道信息。仿真实验验证,所提方法在RIS辅助移动通信系统下能够准确获取时变信道信息,且具有更高的估计精度和更低的计算复杂度。

关键词：可重构智能反射面正交频分复用时变信道估计基扩展模型残差链接超分辨率卷积神经网络

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基于元学习的时变信道估计方法

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系统工程与电子技术 2023年第6期45卷 1872-1879页

作者：杨丽花任露露呼博邵永琪聂倩南京邮电大学通信与信息工程学院江苏省无线通信重点实验室南京江苏210003

为了克服现有的基于深度学习的信道估计方法存在的训练样本与时间开销过大、且离线训练的网络无法适应在实际情况下实时变化的信道环境的问题,提出了一种高速移动正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系统... 详细信息

为了克服现有的基于深度学习的信道估计方法存在的训练样本与时间开销过大、且离线训练的网络无法适应在实际情况下实时变化的信道环境的问题,提出了一种高速移动正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系统中的基于元学习的时变信道估计方法。该方法利用模型无关元学习(model-agnostic meta-learning, MAML)方法对不同的信道任务进行线下训练,仅利用少量的训练样本即可使网络充分学习到信道的传输特性,以及具备快速适应新任务的能力,且具有较低的计算复杂度。在线下训练中,该方法将网络的训练目标设置为具有较高精度的信道估计,而非理想的信道信息,增强了估计模型的实用性。另外,该方法仅采用接收的导频信号进行线下训练与线上估计,减少了网络输入样本的数目,进一步降低了计算复杂度。仿真结果表明,所提方法具有较高的估计精度与较低的计算复杂度,且可以快速地适应新的信道环境,适用于在高速移动通信系统中获取时变信道。

关键词：高速移动正交频分复用时变信道估计元学习

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有色噪声下基于Wishart随机矩阵的贝叶斯时变信道估计

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通信学报 2009年第2期30卷 77-82,88页

作者：景源殷福亮大连理工大学电子与信息工程学院辽宁大连116023

提出一种适用于有色噪声环境下的贝叶斯时变信道估计方法,该方法根据Wishart随机矩阵理论和Gibbs采样方法,首先对有色噪声的协方差阵和信道参数进行初估计,在此基础上,对序贯蒙特卡洛(SMC,sequential monte carlo)采样器的参考分布进行... 详细信息

提出一种适用于有色噪声环境下的贝叶斯时变信道估计方法,该方法根据Wishart随机矩阵理论和Gibbs采样方法,首先对有色噪声的协方差阵和信道参数进行初估计,在此基础上,对序贯蒙特卡洛(SMC,sequential monte carlo)采样器的参考分布进行改进,使用SMC方法对时变信道参数进行盲跟踪(无需导频信号),从而实现了有色噪声下时变信道的半盲估计。与以往的时变信道估计方法相比,该方法具有估计误差小、顽健性强等特点。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词： MIMO系统时变信道估计贝叶斯估计随机矩阵粒子滤波

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LTE上行多用户SC-FDMA系统中时变信道估计方法

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通信学报 2014年第9期35卷 91-98页

作者：杨丽花杨龙祥朱洪波南京邮电大学无线通信重点实验室江苏南京210003

针对高速移动时分双工长期演进(TDD-LTE,time division duplex-long term evolution)上行单载波-频分多址(SC-FDMA,single carrier-frequency division multiple access)系统,提出了一种新型的变换域时变信道估计方法。在所定义的变换域中,基于两块导频符号的信道参数估计,提出利用基于判决导向的非线性内插方法来估计数据符号的信道参数。为了便于SC-FDMA系统均衡,推导给出了变换域信道与频域信道的转换表达式,利用该式可以直接将变换域信道参数估计转化为频域信道响应。计算机仿真结果表明,新方法的性能远远优于传统方法的估计性能,且具有低的计算复杂度。

关键词： TDD-LTE SC-FDMA 时变信道估计变换域非线性内插判决导向

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一种新的适用于OFDM系统的时变信道估计与均衡方案

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西安电子科技大学学报 2010年第6期37卷 999-1004页

作者：陈东华仇洪冰西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

针对高速移动环境中的OFDM接收问题,首先提出一种基于时变信道KL基扩展模型(KL-BEM)的时域信道估计方案.该方案用KL-BEM的一组基函数近似表达若干个OFDM符号时段内信道的时变,并在相邻OFDM符号之间插入短时导频簇来得到时变信道KL-BEM... 详细信息

针对高速移动环境中的OFDM接收问题,首先提出一种基于时变信道KL基扩展模型(KL-BEM)的时域信道估计方案.该方案用KL-BEM的一组基函数近似表达若干个OFDM符号时段内信道的时变,并在相邻OFDM符号之间插入短时导频簇来得到时变信道KL-BEM参数的估计.通过合理设计短时导频簇的结构,不仅提高了时变信道估计的精度,而且降低了导频率.其次,为了恢复发送符号,建议一种基于加窗的改进排序串行干扰抵消最小均方误差(MMSE-SIC)均衡算法.通过时域加窗预处理,子载波间干扰(ICI)得以短化,从而在提高均衡性能的同时降低了实现复杂度.仿真结果表明,提出的时变信道估计方案和建议的ICI均衡算法有效地提高了OFDM时变信道的估计和均衡性能.

关键词：正交频分复用时变信道估计均衡器基扩展模型

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频分双工大规模MIMO系统时变信道估计

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信号处理 2020年第3期36卷 397-406页

作者：杜福德谢威夏晓晨中国人民解放军65054部队辽宁大连116026 中国人民解放军陆军工程大学通信工程学院江苏南京210007

大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的性能增益依赖可靠的信道估计,传统信道估计方案主要面向准静态场景,在用户高速移动场景中性能下降明显。本文研究频分双工(Frequency Division Duplex,FDD)大规模MIMO系... 详细信息

大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的性能增益依赖可靠的信道估计,传统信道估计方案主要面向准静态场景,在用户高速移动场景中性能下降明显。本文研究频分双工(Frequency Division Duplex,FDD)大规模MIMO系统中的时变信道估计问题,利用信道向量在角度域的空时稀疏特性,提出软结构先验模型驱动的稀疏贝叶斯信道估计(Soft-Structured Prior Model based Sparse Bayesian Estimation,SSPM-SBE)方案,针对方案涉及的复杂贝叶斯估计问题,给出基于变分优化的低复杂度求解方法。SSPM-SBE方案能够充分利用当前和历史接收导频数据改善时变信道的估计性能,且无需信道大尺度信息的先验认知,仿真结果验证了方案的优越性。

关键词：大规模多输入多输出系统频分双工时变信道估计空时稀疏性

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高速移动OFDM系统中基于位置信息的GCE-BEM时变信道估计方法

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2020年第1期40卷 29-34页

作者：程露杨丽花王增浩梁彦南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003

针对高速移动正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统,文中提出了一种基于位置信息的广义复指数基扩展模型(Generalized Complex Exponential Basis Expansion Model,GCE-BEM)时变信道估计方法。首先采用GCE-BEM方法对信道进行建模,将对信道的估计转换成对基系数的估计,一方面降低了计算复杂度,另一方面降低了载波间干扰,提高了信道估计精度;其次根据信道的稀疏性,利用列车的位置信息确定主要基系数,通过对主要基系数进行估计获取OFDM符号上所有载波的信道信息,进一步降低了相邻子信道的干扰与计算复杂度,提高了信道估计精度。理论分析与仿真结果表明,本文方法可以显著地提高信道估计精度,且具有低的计算复杂度。

关键词：高速移动正交频分复用时变信道估计 GCE-BEM 位置信息

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MIMO OFDM系统时变信道估计及最优导频分布

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应用科学学报 2006年第6期24卷 565-568页

作者：胡蝶杨绿溪东南大学信息科学与工程学院江苏南京210096

基于分段线性模型,提出了一种利用导频序列的信道估计算法.该算法首先利用导频序列估计出当前OFDM符号间隔内信道线性变化的斜率和中间时刻信道的冲激响应值,然后根据线性模型利用估计出的参数得到当前符号间隔内所有时刻上的信道冲激响... 详细信息

基于分段线性模型,提出了一种利用导频序列的信道估计算法.该算法首先利用导频序列估计出当前OFDM符号间隔内信道线性变化的斜率和中间时刻信道的冲激响应值,然后根据线性模型利用估计出的参数得到当前符号间隔内所有时刻上的信道冲激响应.此外,还研究了所提算法中的导频分布问题.可以证明,在快时变环境下,分组且每组等间隔分布于频域上的导频序列有着更好的系统性能.仿真结果表明了所提算法在时变环境下的有效性和采用等间隔分组导频序列的优越性.

关键词：多输入多输出正交频分复用时变信道估计导频序列分段线性模型

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基于隐含导频的MIMO/OFDM系统时变信道估计研究

基于隐含导频的MIMO/OFDM系统时变信道估计研究

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作者：张涵中山大学

学位级别：博士

正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing—OFDM）是信息高速传输的有效技术，它将所传输的数据流分解为若干个比特流，降低每个子数据流的传输速率，从而有效的增强了抵抗码间干扰及多径信道衰落的能力；同时，OFDM... 详细信息

正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing—OFDM）是信息高速传输的有效技术，它将所传输的数据流分解为若干个比特流，降低每个子数据流的传输速率，从而有效的增强了抵抗码间干扰及多径信道衰落的能力；同时，OFDM具有频谱利用率高，实现简单等一系列优点，因此成为了未来移动通信技术的主要候选方案之一。信道估计是OFDM系统的重要环节之一，为高传输速率、高传输质量、高服务性能的第四代无线通信系统（4G—Forth Generation）提供了必要的性能保障。本文主要针对基于隐含导频的OFDM/MIMO系统时变（Time—varying）信道估计及信道均衡。\n 隐含导频—顾名思义，是将已知的导频信号在发射段叠加在数据信息上。通常，导频符号的能量远小于传输的未知数据，类似“水印”，隐含在传输数据之中。相对于传统的时分、频分（Time—division multiplex—TDM、Frequency—division multiplex—FDM）导频，该方法与盲信道估计相似，不需要额外的时隙或频谱来传输导频信息，保证了系统的传输效率；同时，具有复杂度低等优点。近年来，基于隐含导频的OFDM系统信道估计得到了国内外学者的关注。\n 本论文对一些经典的隐含导频信道估计算法进行了总结，然后在此基础上对多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）OFDM进行了分析，得到了一些新的结论。与时不变信道估计不同，在时变（Time—varying）环境下，由于用户的移动造成的多普勒效应，会引起OFDM系统的子载波间干扰（Intercarrier Interference，ICI），破坏子载波问的正交性，导致系统的性能恶化。因此，信道估计对于时变环境下的OFDM系统来说十分关键。针对现有基于隐含导频无法估计OFDM/MIMO系统时变多径信道，本论文进行了深入研究，针对不同的时变环境，提出了基于隐含导频的时变OFDM系统信道估计算法，分别为：（1）当系统相对多普勒频移在0.1左右的环境下，提出了基于分段线形模型的隐含导频时变信道估计算法。该算法首先对无线时变信道进行线性建模，通过估计分段内线性模型的斜率和参考点来获得待估计信道时域响应；其中，利用非独立导频（Data Dependent Superimposed Training-DDST）消除了数据对导频估计的干扰，在接收端，通过迭代补偿，提高系统的误码率性能。（2）基于正交基扩展模型（Basis Expansion Model-BEM）的估计算法。与前一种算法相似，利用正交基（如Fourier正交基等）对时变信道建模，然后通过估计模型参数来获得所有待估计信道响应。与现有文献所涉及的正交基建模不同，该算法提出的时变信道模型框架不仅描述了单个OFDM符号周期内信道系数的变化，同时涵盖了多个OFDM符号周期间信道系数的变化趋势。利用这一思想，通过对每个OFDM符号内获得的待估计参数进行加权平均，有效的消除了传输数据对导频信号的干扰，同时，对导频也进行了优化设计。在此基础上，还分别推导了上述算法的信道系数估计方差的闭式解，为进一步的导频能量优化提供了重要参考依据，根据分析，随着统计数据的增加，信道估计均方误差将无限趋近于一个下限值，该下限值与导频发射功率成反比。为了在不提高导频功率的前提下进一步提高系统估计性能，我们利用一种联合检测算法，迭代的提高系统的性能。由于基扩展模型与Jakes模型的拟合程度较高，因此该算法不仅可处理时慢变信道估计（相对多普勒频移小于0.1），还适用于系统相对多普勒频移较大的情况。\n 在信道估计的基础上，我们还研究了在信道时变环境下的OFDM系统信道均衡的问题。利用在接收端时域加窗的方法，将每一个OFDM符号周期内的数据进行分段处理，使得算法复杂度与OFDM系统子载波数成一阶线性关系，并大大低于现有时变信道均衡算法进行数据检测的复杂度。

关键词：正交频分复用时变信道估计隐含导频

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OFDM系统时变信道估计算法研究

OFDM系统时变信道估计算法研究

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作者：郭起霖北京邮电大学

学位级别：博士

随着通信业务的多元化发展,数据业务和多媒体业务已经超越传统的语音业务成为无线通信传输的主要载体,而信息大爆炸引发了亟待传输的庞大网络数据和视频信息,对高速率可靠稳定的通信形成了严峻的挑战。对于单载波系统来说,提高传输速率... 详细信息

随着通信业务的多元化发展,数据业务和多媒体业务已经超越传统的语音业务成为无线通信传输的主要载体,而信息大爆炸引发了亟待传输的庞大网络数据和视频信息,对高速率可靠稳定的通信形成了严峻的挑战。对于单载波系统来说,提高传输速率意味着缩减符号长度,势必引起严重的符号间十扰。而在正交频分复用(OFDM)系统中,整个信道被分解为很多窄带的子信道并行独立传输信号,传输速率以及信道容量得到显著的提升,同时,OFDM符号周期远大于多径信道的时延扩展,可以有效避免符号间干扰。因此,OFDM技术由于其传输速率高、抗符号间干扰、接收机复杂度低、带宽分配灵活、方便与多天线技术结合等优势得到学术界和工业界的普遍认可,并被多种通信标准确认为物理层核心传输技术之一国内外高铁建设与运营的快速发展给高速率大容量通信提出了更高的标准,高速移动终端的可靠有效通信不仅仅关系着乘客的无线通信业务体验,而且和列车控制监测等安全问题密切相关。而OFDM系统在高速移动环境中面临着诸多问题,例如多普勒频移影响发收两端的频率同步、待估计的信道参数剧增、子载波正交性破坏等。此外,传统的信道估计技术在高速移动环境下估计误差显著上升,并导致OFDM系统性能低下,无法满足高速率可靠传输的需求。因此,无论从理论研究还是现实需求的角度,研究并改善OFDM系统时变信道估计的算法性能都具有重要的意义。本论文的研究内容和主要贡献如下：针对现有基扩展模型建模误差较大的问题,推导现有基扩展建模最小二乘估计的最小建模误差数学表达,得到最优建模误差与基函数类型的选择和待估计目标量的特征两者都是密切关联的结论。而近年来国内外学者的研究重心都在寻找最优的基扩展模型以便得到更准确的拟合效果,然而现在的研究成果表明针对不同的信道增益,并不存在统一的完美基扩展模型。本论文在现有成熟基扩展模型基础上提出基于信道分解的信道估计迭代算法,旨在减少基扩展模型的建模误差。该算法采用“分而治之”的信道分解理念,通过最优斜率或者端斜率更新的方式,在迭代过程中优化待估计信道增益非线性分量的形态。然后使用基扩展模型对于非线性分量进行估计,从而减少基扩展模型的建模误差,最后把估计结果与线性模型的估计结果整合得到最终的信道增益。通过在COST207乡村信道模型的大量仿真证明,该算法通过二至四次的迭代能得到性能的显著提升,并且在高信噪比环境下估计准确性要优于传统的线性模型和(泛)复指数基扩展模型,并且在高速移动的情况下,迭代算法的性能优势更加明显。针对时变信道带来的OFDM系统子载波干扰问题,对子载波干扰功率进行公式推导并得到其上下界的简化形式,分析子载波功率与归一化多普勒频率的关系。通过三种信道模型的仿真验证子载波干扰功率的上下界限定是可信的,并得到推论：子载波干扰功率的增长近似与归一化多普勒频率的平方成正比关系,而不同的功率谱密度函数对应于不同的增长系数。在此基础上提出子载波干扰双消除的联合信道估计算法,该算法联合基扩展模型和线性模型,在基扩展模型前后使用子载波干扰双消除的方案,干扰前消除使得基扩展模型的观测数据更能反映当前信道的变化,而基扩展模型的估计结果反馈给线性模型进行干扰后消除,可以使得线性模型在高移动环境中仍能表现出良好的拟合特性,从而使得算法在高低速移动环境中都具有相对于传统基扩展模型和线性模型的性能优势。针对时变稀疏信道的主径生灭现象,提出了一种新颖的循环导频簇设计方案,能有效避免传统基扩展模型对于稀疏信道估计频谱利用率低的弊病。基于该导频簇方案,提出基于稀疏信道主径跟踪的时变信道估计算法。首先OFDM符号间的时域插值制造出“虚导频”,利用导频和虚导频通过傅里叶反变换得到多径的平均功率,主径检测模块根据功率来判断出当前稀疏信道的有效主径的准确时延。然后根据该时延分布,有目的性地对有效主径进行基扩展模型估计,同时,令其他可分径信道增益为零,从而避免了空径噪声对估计的影响。得到信道时域增益之后,通过傅里叶变换得到频域矩阵。为了减少子载波干扰对数据检测的影响,引入QR分解至信道频域传输矩阵,通过自下而上的迭代数据检测来提高系统的传输性能。通过在COST207典型的城区六径模型大量仿真验证,该导频簇方案的对于稀疏信道的最大频谱利用率要略高于传统的最小二乘频域、线性模型和混合导频估计算法,同时显著高于传统的基扩展模型估计算法,而从估计均方误差和误比特率指标上来看,该算法在高信噪比情况下优于传统的最小二乘频域估计和线性模型估计。

关键词：正交频分复用时变信道估计信号检测基扩展模型线性模型

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