多输入多输出正交频分复用

摘要： An adaptive multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) visible light communication(VLC) system based on space-time block coding (STBC) modulation was proposed in the paper, which can overcome the MIMO channel correlation and achieve reliable communications. Meanwhile, power-and-bit allocation(PBA) was combined with OFDM in order to adapt to the channel and improve the spectral efficiency. Then a 2×2 MIMO-OFDM VLC transmission over a distance of 80 cm was demonstrated, where the measured bit error rates were all below 7% of the pre-forward-error-correction threshold of 3.8×10-3. Experimental results show that the STBC MIMO-OFDM system is robust to MIMO channel correlation, where the data rates can be greatly improved by applying the PBA.%提出基于空时块码(STBC)调制的自适应多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)可见光通信(VLC)系统,该系统能够克服MIMO 信道相关性并实现可靠通信.同时,引入功率比特分配(PBA)与OFDM相结合,以适应信道传输条件从而有效提高频谱效率.通过搭建一个2×2的MIMO-OFDM VLC演示系统,实现了80 cm距离的传输,实验中测得的误码率始终保持在7%的前向纠错阈值3.8×10-3之下.实验结果表明,STBC MIMO-OFDM系统对MIMO 信道相关性鲁棒,且PBA的应用能够大幅度提高数据速率.

摘要： 在低密度奇偶校验编码的多输入多输出正交频分复用系统中,针对接收信号存在多天线干扰、多径衰落和加性噪声的问题,提出了不同调制方式下基于线性规划(linear programming,LP)的联合半盲均衡与解码算法.当系统采用高阶正交幅度调制时,提出了新的约束条件,保证了联合解码的正确性.同时利用导频符号对系统子信道进行估计,根据估计出的信道信息,分别给出了传统的Turbo接收机和基于LP的联合检测与解码的仿真结果.实验结果表明,在导频符号数量较少时,现有的基于信道估计信息的检测算法会出现错误地板,而所提的算法则取得了较优的误码性能.

摘要： 随着无线通信频段的不断提高,非理想载波所引入的相位噪声对多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统性能的影响也越来越突出,不仅影响OFDM系统载波的正交性,同时导致多天线预编码性能急剧下降.相位噪声对MIMO-OFDM系统的影响可分为公共相位误差(CPE)和载波间干扰(ICI)两部分.本文对CPE影响MIMO-OFDM系统的性能进行深入分析,提出一系列基于频域正交导频设计的CPE估计算法,以实现对CPE的有效抑制;最后,在多个场景下进行链路仿真,充分验证了提出算法的有效性和可靠性.

摘要： 随着无线通信频段的不断提高,非理想载波所引入的相位噪声对OFDM系统正交性的破坏也越来越不容忽视.与此同时,受天线间距离等实际因素的限制,发送或接收端的天线间可能无法共用载波时钟,导致不同天线上的相位噪声互相独立.该文在各天线独立的相位噪声的假设下,得出了MIMO-OFDM系统各子流检测误差的自相关矩阵的近似表达式,其中公共相位误差(CPE),载波间干扰(ICI)和热噪声的影响具有可加性,且对于CPE和ICI二者而言,收发相位噪声的影响也近似可加.上述理论推导的合理性通过计算机仿真得以验证.%With the actually used frequency band going higher and higher in wireless communications, the influence of phase noise induced by imperfect carrier on OFDM systems can no longer be ignored. At the same time, the restrictions on the antenna spacing may make it impossible for different antennas to share the same carrier clock. In a MIMO-OFDM system with independent phase noises on different antennas, the approximate expression of error covariance matrix for demodulated data streams is given, and it is shown that the influence of CPE, ICI and additive noise are additive and independent of each other; besides, for both CPE and ICI, the influence of phase noises induced by the transmitter or the receiver are additive and independent of each other too. The validity of the theoretical deduction is verified by numerical simulation.

摘要： 多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)是第四代移动通信系统的关键技术,该技术由于采用多载波调制,存在较高的峰均功率比(PAPR),为了降低MIMO-OFDM系统中较高的PAPR,在近似梯度投影(AGP)和部分传输序列(PTS)的基础上提出QAP算法.该算法首先将MIMO-OFDM信号经过AGP算法,然后用PTS算法进一步降低该系统的PAPR.仿真分析表明,所提出的QAP方案与其他传统方案相比,系统PAPR性能得到明显改善,且不破坏系统的误码率(BER)性能;同时QAP算法的PAPR值受子载波数目影响,PAPR值随着子载波数目(N=32,64,128,256,512)的增加而增加;QAP算法在随机分组方式下PAPR性能最佳.%The MIMO-OFDM technology is a key technology of the fourth generation mobile communication system. The high peak-to-average power ratio(PAPR)exists in the MIMO-OFDM system because the multi-carrier modulation is adopted in the technology. In order to reduce the high PAPR of the MIMO-OFDM system,a QAP algorithm is proposed based on the ap-proximate gradient project(AGP)and partial transmission sequence(PTS). The MIMO-OFDM signal is processed with the AGP algorithm. The PTS algorithm is used to reduce the system PAPR further. The simulation analysis results show that,in compari-son with the traditional schemes,the system PAPR is dramatically improved with QAP scheme while the performance of the sys-tem bit error rate(BER)isn′t destroyed;the PAPR reduced by the QAP algorithm is affected by the quantity of the subcarrier, and increased with the increase of the subcarrier quantity(N=32,64,128,256,512);the PAPR performance of the QAP algorithm is best in the mode of the random allocation.

摘要： 多输入多输出正交频分复用（multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiple-xing，MIMO-OFDM）系统中，为提升最小二乘（least squares，LS）信道估计算法的估计精度，可以利用离散傅里叶变换（discrete Fourier transform，DFT）算法对 LS 算法进行改进，然而，DFT 算法对最大时延内的噪声未作处理，因此算法的估计精度仍易受噪声影响。针对这一不足，本文提出基于循环前缀（cyclic prefix，CP）的改进 DFT信道估计算法。该算法以 CP 的长度为标准，对 CP 长度外的信道系数置零，对 CP 长度内的信道系数设置门限值，将模值小于门限值的信道系数置零。理论分析和仿真结果表明，改进算法中噪声被有效抑制，估计算法的精度得到提高。%For the system of multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM),the channel estimation algorithm using discrete Fourier transform (DFT)can be used to im-prove precision of the least squares (LS)algorithm.However,the DFT based estimation algorithm makes no disposition about the noise existing inside the maximum delay.Therefore,the accuracy of this algorithm is also easily affected by noise.Aiming at this shortage,an improved channel estimation algorithm based on cyclic pre-fix (CP)is proposed.Regarding the length of CP as criterion,the improved algorithm replaces the channel coef-ficients over CP with zero.Meanwhile,it replaces the channel coefficients inside the length of CP with zero when their module values are smaller than the setting threshold value.Theoretical and experiment results prove that the proposed improved algorithm restrains noise effectively and brings some improvement of estimation accuracy.

摘要： 本文在MIMO-OFDM同信道干扰环境下研究基于最大后验概率(MAP)的空频滤波器,为该滤波器设计了联合参数估计算法以改善其抗干扰能力.基于MAP接收机的传统抗同信道干扰滤波器可分为空时滤波与空频滤波两种.在理想的参数估计条件下,MAP空频滤波器的性能优于MAP空时滤波器,但在实际中有限的导引信号及同信道干扰严重影响MAP空频滤波器的参数估计精度,导致其无法正常工作.为改善MAP空频滤波器抗干扰能力,本文提出一种联合参数估计的方法.仿真结果表明,本文所提方法在未增加计算复杂度的前提下,抗干扰性能远优于传统的MAP空频滤波器及MAP空时滤波器.

摘要： 无线信道在时域上具有稀疏性,为压缩感知理论提供了应用前提.多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的信道估计问题就转变为稀疏信号的重建.压缩感知重构算法中的压缩采样匹配追踪(CoSaMP)算法在MIMO-OFDM的信道估计中表现出较好的抗噪性能和较高的重构精度,但其需要稀疏度作为已知信息,而在实际中很难获得信道的稀疏度.为此提出一种基于稀疏度自适应算法(CoSaSAMP)的MIMO-OFDM系统信道估计,同时在原算法的基础上使用了矩阵分块的方法,提高了其重构精度.仿真结果表明,与传统算法相比,该算法具有更好的估计性能和更高的频谱利用率,并将矩阵分块前后的估计性能进行了对比,结果表明分块后的估计精度更高.

摘要： 对MIMO-OFDM系统中的信道估计技术进行了研究,提出了一种基于干扰抑制的迭代信道估计算法。该算法基于频域正交导频序列,首先利用基于DFT内插的估计方法获得信道响应初始估值,然后利用基于干扰抑制的迭代方法改善信道估值。由于迭代过程加入信道预校正以及适当的时域滤波,从而有效地消除了载波间干扰以及信道噪声的影响,提高了信道估计的精度;同时该算法相比传统算法避免了复杂的矩阵求逆运算,实现简单。

摘要： 对MIMO-OFDM系统中的信道估计技术进行了研究,提出了一种基于干扰抑制的迭代信道估计算法。该算法基于频域正交导频序列,首先利用基于DFT内插的估计方法获得信道响应初始估值,然后利用基于干扰抑制的迭代方法改善信道估值。由于迭代过程加入信道预校正以及适当的时域滤波,从而有效地消除了载波间干扰以及信道噪声的影响,提高了信道估计的精度;同时该算法相比传统算法避免了复杂的矩阵求逆运算,实现简单。

摘要： 对MIMO-OFDM系统中的信道估计技术进行了研究,提出了一种基于干扰抑制的迭代信道估计算法。该算法基于频域正交导频序列,首先利用基于DFT内插的估计方法获得信道响应初始估值,然后利用基于干扰抑制的迭代方法改善信道估值。由于迭代过程加入信道预校正以及适当的时域滤波,从而有效地消除了载波间干扰以及信道噪声的影响,提高了信道估计的精度;同时该算法相比传统算法避免了复杂的矩阵求逆运算,实现简单。

摘要： 对MIMO-OFDM系统中的信道估计技术进行了研究,提出了一种基于干扰抑制的迭代信道估计算法。该算法基于频域正交导频序列,首先利用基于DFT内插的估计方法获得信道响应初始估值,然后利用基于干扰抑制的迭代方法改善信道估值。由于迭代过程加入信道预校正以及适当的时域滤波,从而有效地消除了载波间干扰以及信道噪声的影响,提高了信道估计的精度;同时该算法相比传统算法避免了复杂的矩阵求逆运算,实现简单。

摘要： 本发明提供了一种多输入多输出正交频分多路复用系统的导频分配方法，根据系统的实际参数计算韦尔奇下界，随机生成初始导频分配方案，生成发射天线发送的由子载波组成的OFDM符号，采用扩展的模拟退火算法对初始导频分配方案进行优化，获取优化后的最终导频分配方案。本发明能够有效地降低计算复杂度，使得拥有更高潜能的测量矩阵具有更大的更新优化几率，有效提升了算法的收敛速率，提高了导频分配方案的优化效率。

摘要： 本发明公开了一种采用低精度ADC的多用户大规模MIMO‑OFDM系统传输方法，所述方法包括：给出上行速率的闭合表达式，得到最有利的多径信道时延功率谱应满足的条件；基于速率表达式，根据已知系统参数和所需用户速率，计算合适的发送功率和OFDM子载波数；在多径信道下，设计基于OFDM的多用户正交导频序列；用户发送导频信号，基站对接收信号进行低精度量化，并完成信道估计；用户传输上行数据，基站根据估计的信道，对量化后的接收信号进行最大比合并。本发明可用于低精度ADC多用户大规模MIMO‑OFDM系统，降低基站的硬件成本和功耗，给出的传输方法能够有效满足用户上行速率的传输要求。

摘要： 本文公开了用于在多输入多输出(MIMO)系统中时空编码和解码正交频分复用(OFDM)信号的准正交时空块编码器、解码器及方法。可描述并要求保护其它的实施例。在某些实施例中，解码所接收的多载波信号的方法包括从所接收的信号矩阵中推导出目标函数，最小化目标函数以生成经解码的硬比特，并求解目标函数的一组线性方程以生成经解码的软比特。

摘要： 本发明提供了一种多输入多输出正交频分多路复用系统的导频分配方法，根据系统的实际参数计算韦尔奇下界，随机生成初始导频分配方案，生成发射天线发送的由子载波组成的OFDM符号，采用扩展的模拟退火算法对初始导频分配方案进行优化，获取优化后的最终导频分配方案。本发明能够有效地降低计算复杂度，使得拥有更高潜能的测量矩阵具有更大的更新优化几率，有效提升了算法的收敛速率，提高了导频分配方案的优化效率。

摘要： 一种多输入多输出正交频分复用系统中的软输入软输出检测方法，包括：接收经过离散傅里叶变换的频域接收信号；根据译码器反馈的信息，计算发送符号先验均值和方差；定义频域扩展信道矩阵和频域扩展接收信号；对扩展信道矩阵进行排序QR分解，并根据其结果对接收信号进行预滤波；利用已检测符号的后验均值对预滤波信号进行干扰抵消，计算当前符号的估计值及估计误差的方差；根据所得估计和方差，计算符号对应比特的似然比信息；根据所得似然比信息，计算符号的后验均值和方差。较之经典的软输入软输出最小均方误差检测方法，本发明所提检测算法，在具有较低计算复杂度的同时取得了显著的性能增益。

摘要： 本发明公开一种多输入多输出正交频分复用系统时频同步方法，该其步骤为：(1)生成导频数据；(2)生成载荷数据；(3)组成发送数据；(4)获得延迟相关数据；(5)获得滤波数据；(6)获得滤波数据变化趋势；(7)获得时间同步位置；(8)纠正小数倍频率偏移；(9)纠正整数倍频率偏移。本发明中只用一次延迟相关获得时间同步位置，降低了系统消耗资源和技术实现成本；利用一次延迟相关同时获得时间同步位置和小数倍频率偏移，提高了系统运算速度；利用延迟相关变化趋势获得时间同步位置，提高了时间同步的精确度。

摘要： 本申请公开了一种多输入多输出正交频分复用系统的同步方法、装置及计算机可读存储介质。其中，方法包括预先利用训练样本集训练得到定时误差估计模型和残留频偏估计模型；训练样本集包括多组由已知定时偏差或已知频偏和含有相应已知定时偏差或已知频偏的导频构成的训练样本对。导频包括用于定时与分数频偏的初始估计的第一OFDM符号和用于整数倍频偏估计与信道估计的第二OFDM符号。将通过初始同步处理的导频序列的频域信号分别输入至定时误差估计模型和残留频偏估计模型中，根据模型输出的定时同步误差估计值与残留频偏估计值确定定时同步位置和频偏估计。本申请可有效提升多输入多输出正交频分复用系统的同步精度。

摘要： 一种多输入多输出正交频分复用系统中的软输入软输出检测方法，包括：接收经过离散傅里叶变换的频域接收信号；根据译码器反馈的信息，计算发送符号先验均值和方差；定义频域扩展信道矩阵和频域扩展接收信号；对扩展信道矩阵进行排序QR分解，并根据其结果对接收信号进行预滤波；利用已检测符号的后验均值对预滤波信号进行干扰抵消，计算当前符号的估计值及估计误差的方差；根据所得估计和方差，计算符号对应比特的似然比信息；根据所得似然比信息，计算符号的后验均值和方差。较之经典的软输入软输出最小均方误差检测方法，本发明所提检测算法，在具有较低计算复杂度的同时取得了显著的性能增益。

摘要： 本发明公开一种多输入多输出正交频分复用系统时频同步方法，该其步骤为：(1)生成导频数据；(2)生成载荷数据；(3)组成发送数据；(4)获得延迟相关数据；(5)获得滤波数据；(6)获得滤波数据变化趋势；(7)获得时间同步位置；(8)纠正小数倍频率偏移；(9)纠正整数倍频率偏移。本发明中只用一次延迟相关获得时间同步位置，降低了系统消耗资源和技术实现成本；利用一次延迟相关同时获得时间同步位置和小数倍频率偏移，提高了系统运算速度；利用延迟相关变化趋势获得时间同步位置，提高了时间同步的精确度。

摘要： 本申请公开了一种多输入多输出正交频分复用系统的同步方法、装置及计算机可读存储介质。其中，方法包括预先利用训练样本集训练得到定时误差估计模型和残留频偏估计模型；训练样本集包括多组由已知定时偏差或已知频偏和含有相应已知定时偏差或已知频偏的导频构成的训练样本对。导频包括用于定时与分数频偏的初始估计的第一OFDM符号和用于整数倍频偏估计与信道估计的第二OFDM符号。将通过初始同步处理的导频序列的频域信号分别输入至定时误差估计模型和残留频偏估计模型中，根据模型输出的定时同步误差估计值与残留频偏估计值确定定时同步位置和频偏估计。本申请可有效提升多输入多输出正交频分复用系统的同步精度。