第四代移动通信系统中的信道估计技术研究与分析

文章介绍了OFDM系统中基于导频的信道估计的基本原理，比较分析基于导频的各种信道估计准则和插值方法，提出了适用于无线移动通信环境下的信道估计方法，包括导频模式的选择、信道估计准则和插值方法的选择。     

OFDM系统中基于梳状导频的空时信道估计

研究了OFDM系统中基于梳状导频的空时信道估计方法，并提出了一种新的信道估计算法，即实现了空时二维信道估计。基于梳状导频的空时信道估计的算法分为两步：第一步是利用导频信号对导频位置的信道进行估计；第二步是信道插值，得到所有频域位置的信道信息。基于LS准则的信号估计以及基于线性插值的信道插值，笔者进行了详细研究。     

使用Chebyshev多项式进行信道估计的方法

在研究了瑞利衰落信道中基于时分复用的导频辅助的信道估计方法后,提出了使用导频信号信道参数估计值的Chebyshev多项式插值来估计信道参数的方法. 通过仿真得到插值的Chebyshev多项式阶数对车速的系统误码率关系;同时,仿真结果也验证了这种关系是正确并且是可行的. 与使用分段插值的线性插值相比,利用该方法,接收机的误比特性能得到显著改善.     

TDD/CDMA系统交叉时隙干扰的解决方案

针对时分双工/码分多址（TDD/CDMA）系统在动态调整上下行时隙的分配时会产生严重的交叉时隙干扰问题，提出了一种基于隔离区域的移动台间干扰的解决方案。隔离区域由移动台接收到的导频信号差值确定，该隔离区域范围较小，从而交叉时隙容量较大。同时分析了交叉时隙基站间干扰，结果表明,由于基站间传输条件较好，不能完全克服基站间干扰。因此TDD/CDMA系统（如时分同步CDMA(TD-SCDMA)）的动态调整上下行切换点技术仍然很难应用于实际系统中。     

OFDM系统二维变换域信道估计算法

着重分析OFDM系统的二维变换域(2-D transform-domain)的导频辅助信道估计。在变换域中对导频位置的信道频率响应(CFR)矩阵采用右下补零和中间补零两种方式进行插值,以获得整个信道的频率响应。考虑到上述两种方法带来的插值误差,提出了根据时间、频率方向的导频数目采用不同的补零数量和补零方式。采用Simulink®构建基带仿真系统,仿真改进前后的系统误比特率(BER)并和其他二维插值方式进行比较。结果表明,该改进方法显著地提高了基于变换域信道估计的准确性,降低了系统的误比特率。     

线性插值信道估计中导频间隔的最优化设计

本文以线性插值信道估计方法为例,研究在LAS/CDMA系统中插值信道估计中导频间隔的大小对信道估计性能的影响.根据衰落信道的相关特性和线性插值方法的噪声累积平均特性,给出了导频间隔的最优设计方法,并通过在ITU-VA信道下的COSSAP仿真验证了所述设计方法的可行性和正确性最后在大量仿真的基础上给出了最优导频间隔的经验值作为工程设计中的参考.     

OFDM系统中一种基于LMMSE的半盲信道估计算法

为克服信道冲激响应长度大于导频数时出现系统性能下降,适应存在大量多径的恶劣信道环境,本文对OFDM系统基于MLE的半盲信道估计算法进行了改进。该算法采用非均匀间隔导频排列方式以获得更小的系统均方误差。通过简化导频数提高了系统频带利用率,利用奇异值分解进一步简化了算法复杂度。仿真结果表明:如充分利用信道统计信息,在导频数目很少、信道长度很大和低信噪比时,本文提出的算法能够以较低复杂度实现精确的信道估计,从而验证了该算法的有效性和优越性。     

双衰信道下多天线正交频分复用系统最优频域导频设计方案

基于双衰信道的频域响应，提出了一类双衰信道下多天线正交频分复用（MIMO-OFDM）系统的最优化频域导频设计方案。推导了相应的模型，给出了基于导频的最大似然信道估计器的均方误差下界，并以此下界为标准，设计了多天线正交频分复用系统的最优导频。仿真表明，基于设计最优导频的信道估计器可以在低复杂度下取得接近理论界的性能，但是复杂度增加。     

OFDM系统信道估计中插值算法性能分析

对基于导频的OFDM系统中信道估计的各种插值算法的性能进行了对比分析，对基于离散傅里叶变换的插值算法和其他插算法进行了分析，计算机仿真证明了基于FFT的插值算法的插值精度在高信噪比条件下高于其它算法。     

一种新的时分导频信道估计算法

提出了一种适用于时分导频信道的信道估计算法,该算法利用多个相邻时隙中导频符号上的瞬时信道估计进行加权LSM拟合,得到数据符号上的信道估计.仿真结果表明,该算法能较好地跟踪多径衰落信道的变化,采用该算法的相干Rake接收机的性能在较大范围多普勒频移下均比较稳定.     

小型化微带缝隙可重构天线

提出了一种小型化频率电调微带缝隙天线,通过在螺旋缝隙上加载PIN开关二极管,实现了良好的频率可调特性．谐振缝隙采用平面螺旋结构,天线结构更加紧凑,尺寸较传统直缝隙天线减小了40％．由于开关直接加载于辐射很弱的螺旋非辐射缝隙,天线电调特性对开关性能的敏感程度显著降低,更容易实现频率重构特性．     

MIMO链路ad hoc网络中一种新的MAC协议

针对支持MIMO的并行RTS处理(PRP)MAC中分组的冲突导致网络通过量减小的问题,提出了基于五阶段预约的改进MAC协议(FPR-PRP MAC).该协议采用同步的时间结构,通过五阶段预约使网络节点获得传输时隙号.在信息时隙,根据预约的结果,一部分节点可以优先发送RTS分组,其他节点再通过竞争发送RTS分组.接收节点根据收到的全部RTS决定允许各发送节点使用的数据流数目,并将此允许值携带在CTS中回复给发送节点.FPR-PRP MAC将预约与竞争相结合的机制减少了网络中RTS冲突,同步的时间结构消除了控制分组和数据分组的冲突,因此可以有效地改善网络性能.仿真结果表明,在网络比较繁忙的情况下,与PRP MAC相比,FPR-PRP MAC可以大幅增加网络中流控方式发送的分组数,并提高网络的通过量.     

共享有限资源的有期限约束多工作流吞吐量最大化调度方法

为了进一步提高计算资源利用率,提出了工作流在分布式异构环境中的协同调度算法.首先,提出反向异构最早完成时间优先(heterogeneous earliest finish time,HEFH)调度策略,可以快速求出多个工作流中每个子任务的近似最晚开始时间和子期限,并基于最晚开始时间定义了当前任务相对宽松度的衡量指标,通过对比选出所有工作流中优先级最高的任务,在现有资源中寻找具有最早完成时间的时隙进行映射,并在资源不足时根据子期限及时判定出过饱和现象,合理丢弃用HEFT算法单独调度具有最小时隙的工作流,达到吞吐量最大化.结果表明:这种算法综合对比其他3种在吞吐量、浪费时隙率、公平度及时间复杂度方面有着较好性能.     

基于计算吞吐量最大化的能量采集边缘计算系统在线资源优化配置

在基于可再生能量收集技术的移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)系统中,可再生能量到达和计算卸载无线信道呈现较强的时空变化特性,因此该系统的无线及计算资源管理与用户任务计算之间存在着动态适配的挑战。针对此类问题,本文研究多时隙多用户的能量采集边缘计算系统,建立可再生能量随机到达和无线信道模型以及预测误差模型,以系统总计算吞吐量最大化为准则,通过逐时隙联合优化用户本地计算和计算卸载模块,提出了一种在线滑动窗设计方案, 需要通过调整滑动窗长度M来实现。该方案逐时隙求解凸优化问题,基于离线资源动态管控的最优结构,实时制定资源管理策略,具有较低的计算复杂度。仿真实验结果表明,提出的在线滑动窗设计方案在系统计算吞吐量性能方面优于已有的基准方案,并在对抗信道/能量状态信息预测误差方面有较好的鲁棒性能。     

应用于无线传感器网络的自适应TDMA协议

提出了一种应用于无线传感器网络的自适应、低功耗的时分多址接入协议AT-MAC.该协议根据应用和拓扑的变化来自适应地伸缩时帧长度,提高了信道的利用率;采用二叉树结构来方便地管理时隙分配信息;基于两跳邻域信息为节点分配时隙,减少了申请冲突.时帧长度的可变和对邻域信息的获知使得AT-MAC具有良好的扩展性和适应能力.AT-MAC还采用节能模式来减少节点的能量消耗.仿真结果表明,AT-MAC可以有效地提高信道的利用率,缩短传输时延,并减少能量的消耗.     

有效支持WLAN的接入算法研究及其性能分析

对IEEE 802.11协议的DCF功能进行了研究,在分析原有的DCC算法的基础上,对其进行了改进,提出了一种增强型的DCC算法——EDCC算法．改进后的EDCC算法采用一维自回归滑动平均模型ARMA(α)平滑处理的方法,克服了原有DCC算法对时隙利用率估计方差较大的缺点,提高了DCC算法的性能,保持了原有算法的简单性、完全分布性、无开销性及其自适应性．仿真结果表明EDCC算法不但能够提高网络的通过率而且能够有效降低网络的业务负荷,实现降低节点能源消耗的目的,性能优于原有的DCC算法．     

Novel MAC protocol for MIMO link ad hoc networks

Considering the throughput reduction caused by the packet collision of the PRP MAC, a novel MAC based on five phase reservation (FPR-PRP MAC) is proposed. The FPR-PRP MAC adopts a synchronous time structure, and it allows the nodes in the network to acquire transmission slot numbers through five phase reservation. Then in information slots, some nodes can transmit RTS packets with higher priority according to the reservation results, and other nodes contend with each other to transmit RTS packets. A receiving node determines the maximum allowable number of data streams according to all the RTS packets it has received, and put this number in the CTS packet to reply to the transmitter. The mechanism of combining reservation with contention in FPR-PRP MAC reduces the collisions of RTS packets in the network. Moreover, the synchronous time structure in FPR-PRP MAC eliminates the collisions of the control packet with the data packet. Therefore, the proposed FPR-PRP MAC can improve the performance of the network effectively. Simulation results show that, in a heavy load situation, compared with the PRP MAC, the FPR-PRP MAC can transmit many more packets in a stream-controlled way, and increase the network throughput.     

Efficient Soft-Decision Maximum-Likelihood Decoding of BCH Code in the GNSS

Soft-decision decoding of BCH code in the global navigation satellite system( GNSS) is investigated in order to improve the performance of traditional hard-decision decoding. Using the nice structural properties of BCH code,a soft-decision decoding scheme is proposed. It is theoretically shown that the proposed scheme exactly performs maximum-likelihood( ML) decoding,which means the decoding performance is optimal. Moreover,an efficient implementation method of the proposed scheme is designed based on Viterbi algorithm. Simulation results show that the performance of the proposed soft-decision ML decoding scheme is significantly improved compared with the traditional hard-decision decoding method at the expense of moderate complexity increase.     

A Novel Stacked Array Antenna with Uni-planar Compact EBG Reflector

Most broadband microstrip antennae are implemented in the form of slot structure or laminate structure,which provide a broad impedance bandwidth and meanwhile bring large sidelobes and backlobes. A novel uni-planar compact electromagnetic band-gap( EBG) structure is proposed, which shows excellent performance when applied to broadband stacked or aperture coupled microstrip array antennae. The test results indicate that,the directivity is effectively improved,and the front-to-back ratio is increased,and the thickness of the antenna is reduced. These improvements make this structure better used in airborne antennae.     

永磁同步电动机新型转子槽形设计

异步起动永磁同步电动机起动电流比普通感应电动机的大.从异步起动永磁同步电动机起动电流的计算公式出发，分析了影响电机起动电流的因素.闭口槽槽漏抗大，可以有效地限制起动电流的大小，但转子采用闭口槽，永磁电机的漏磁系数大.针对该问题，设计出了一种新型的开、闭口槽相结合的转子结构，该结构既可利用闭口槽槽漏抗大的特点来限制电机的起动电流，又可以有效地降低电机的漏磁系数.