移动OFDM系统中子信道干扰及其均衡算法

移动衰落信道中正交频分复用(OFDM)系统的子信道干扰(ICI)是引起系统性能下降的主要因素。本文分析了ICI对系统性能的影响,结果表明子信道干扰取决于信号能量E_s,子信道数N,和多普勒频移f_d,与信号星座无关。为了消除ICI,我们提出一种基于Jacobi迭代方法的均衡算法。考虑到子信道干扰主要影响相邻子信道的实际情况,兼顾系统性能和算法复杂性,进一步提出改进算法。文章最后给出16QAM调制的OFDM系统性能的仿真结果。     

移动WIMAX下OFDM载波间干扰消除

高速移动WIMAX下的信道变化使得OFDM的正交性遭到破坏，从而产生载波间干扰，导致系统估计性能明显降低，为了降低ICI的影响，文中提出了一种基于泰勒级数逼近的ICI消除算法，并以此进行了时域迭代消除信道估计，仿真结果表面估计算法在高速移动环境具有良好的估计性能，ICI消除效果好，计算复杂度低。     

双选择信道下OFDM系统中一种基于新Kalman滤波估计的Turbo均衡

在OFDM系统中,信道的快速时变性破坏了子载波间的正交性,从而导致子载波间干扰(ICI),降低了系统性能。该文针对双选择信道的时变特性,提出了一种新的Kalman滤波信道估计算法,将其应用于过采样的复指数基扩展模型(OCE-BEM),从而将一个OFDM符号周期内信道参数时变的问题转化为参数时不变问题,同时,将这种新的Kalman滤波器与基于ICI抑制的低复杂度LMMSE Turbo均衡器相结合,并辅以循环冗余码校验(CRC)控制算法迭代次数,从而不需要更多的导频符号,在保证算法性能的基础上,减小算法的计算时延和复杂度。理论分析和仿真结果表明,该文给出的方法在双选择信道下能够有效地跟踪信道变化并抑制ICI影响。     

利用ICI自消除改善OFDM系统时变信道估计与均衡的性能

正交频分复用(OFDM)系统受到时变信道的影响,产生载波间干扰(ICI),导致系统性能严重下降。消除ICI最有效的方法是频域均衡,但这需要准确的信道估计。基扩展模型(BEM)能够准确逼近时变信道,从而将对信道的估计转化为对少量模型参数的估计。然而,在使用导频符号对参数进行估计时,来自相邻非导频符号的ICI干扰,却严重影响了估计的准确性。为此,通过分析子载波所产生的ICI系数的变化特性,该文提出采用ICI自消除方法来减小参数估计中所存在的ICI项,以提高估计的准确性,从而改善时变信道估计与均衡的性能。仿真结果验证了该方法的有效性,相比单纯基于BEM的信道估计方法,能够得到更准确的时变信道,以及更好的ICI消除效果。     

PSA-OFDM系统在时变衰落信道中的ICI消除

针对移动信道的时变衰落特性引起的载波间干扰(ICI)对无线OFDM系统性能的严重影响,介绍研究了一种利用循环前缀(CP)和导频信号来消除ICI的方法.仿真结果表明,通过消除时变衰落信道中ICI的影响,有效地提高了系统的性能.     

高速场景下基于叠加导频的迭代EKF信道估计方法

针对正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统在高速移动场景下时/频域选择性衰落（双选衰落）和非平稳特性给信道估计带来的技术挑战,本文采用导频与数据叠加的帧结构,提出一种基于基扩展模型（Basis Expansion Model,BEM）的迭代扩展卡尔曼滤波（iterative Extend-Kalman Filter,iEKF）信道估计方法.基于BEM信道模型且采用EKF信道估计方法可以联合估计出信道冲激响应（Channel Impulse Response,CIR）与时变的时域自相关系数,有效消除子载波间干扰（Inter Carrier Interference,ICI）.同时,为了进一步消除叠加导频位置处的数据符号干扰,我们提出将叠加位置处的数据和导频先解耦、后重构再进行迭代EKF的信道估计方法.仿真分析表明,相较传统叠加导频的信道估计方法和导频符号辅助调制（Pilot Symbol Assisted Modulation,PSAM）估计方法,本文提出的信道估计方法在高速场景特别是低信噪比的条件下,具有更高的估计精度,更强的鲁棒性及更大的吞吐量.     

OFDM系统中一种新的联合信道估计和信号检测算法

提出一种新的基于迭代的联合信道估计和信号检测算法,利用ZF(迫零)算法检测出的信号进行下一个OFDM(正交频分复用)符号的信道估计,充分利用了信道估计值和检测符号之间的互信息量,有效地消除了符号间干扰和载波间干扰,提高了信道估计和符号检测的精确度。仿真结果表明,在不同的信道条件下,该算法的性能比传统信号检测方法有明显的提升。     

通用滤波多载波通信系统中干扰抑制均衡算法

作为5G多载波技术强有力的候选对象,通用滤波多载波利用子带滤波技术抑制带外功率泄露,进而降低同步要求和获得更高的频谱效率。本文首先针对通用滤波多载波在慢时变多径信道下的性能进行了分析和研究;其次为消除多径信道所带来的干扰,提出了适用于该多载波系统的信道估计方案,该方案设计了具有重复样式的导频结构进行信道估计,复杂度低;最后针对通用滤波多载波在多径信道下容易遭受符号间干扰的问题,提出了基于干扰消除的Zero-Forcing均衡算法和基于迭代干扰消除的均衡算法,两种算法均能够在消除ISI的基础上进一步地消除ICI和IBI。仿真结果表明,本文提出的信道估计和均衡算法能有效消除通用滤波多载波技术在多径信道下所经受的ISI、ICI和IBI。      

基于时变衰落信道分解的OFDM信号接收技术

OFDM信号在时变衰落信道中传输时存在载波间干扰(ICI),降低了系统的性能。基于衰落信道的多普勒分解,OFDM信号在时变衰落信道中的传输可以等效成信息数据直接通过无衰落的离散白噪声滤波器模型信道传输,改进的Viterbi算法可用于接收这类信号。该接收技术可以有效去除传统的OFDM系统中的载波间干扰,消除误码的地板效应,提高了系统性能。     

双选择信道中的时间偏移广义频分复用通信

当信道存在时间-频率双选择性时,严重的子载波间干扰和子符号间干扰将导致广义频分复用(GFDM)系统性能显著下降。为此,该文提出一种时间偏移GFDM系统(TO-GFDM),通过对传统GFDM系统的原型滤波器进行时间偏移,来提高双选择信道下GFDM系统的性能。该文推导了GFDM信号在双选择信道中的平均信干比公式,并提出基于离散导频的联合迭代信道估计与符号检测算法,该算法利用信道估计器与串行干扰消除符号检测器之间的信息交换,逐步减小干扰信号,提高信道估计与符号检测的精度。理论分析与仿真实验结果表明,在双选择信道条件下,时间偏移GFDM比传统的GFDM具有更高的平均信干比和误码率性能;并且,联合迭代信道估计与符号检测算法能有效降低系统误码率。     

一种适用于快衰落信道的ICI抑制方案

针对高速移动环境下多普勒频偏造成信道的快衰落和正交频分复用(OFDM)系统中子载波间干扰(ICI)的问题,提出了一种适合快衰落环境的OFDM系统子载波间干扰抑制算法。此算法用线性变化模型来近似一个OFDM符号周期内的信道冲激响应,并以此为基础采用迭代MMSE均衡方法抑制载波间干扰。分析和仿真结果表明,此方法能有效地保证载波间的正交性,从而改善了OFDM系统的误码率(BER)性能。     

Polynomial Estimation of Time-Varying Multipath Gains With Intercarrier Interference Mitigation in OFDM Systems

In this paper, we consider the case of a high-speed mobile receiver operating in an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) communication system. We present an iterative algorithm for estimating multipath complex gains with intersubcarrier interference (ICI) mitigation (using comb-type pilots). Each complex gain variation is approximated by a polynomial representation within several OFDM symbols. Assuming knowledge of delay-related information, polynomial coefficients are obtained from time-averaged gain values, which are estimated using the least-square (LS) criterion. The channel matrix is easily computed, and the ICI is reduced by using successive interference suppression (SIS) during data symbol detection. The algorithm's performance is further enhanced by an iterative procedure, performing channel estimation and ICI mitigation at each iteration. Theoretical analysis and simulation results for a Rayleigh fading channel show that the proposed algorithm has low computational complexity and good performance in the presence of high normalized Doppler spread.     

压缩ICI的延迟分集算法

针对在正交频分复用(OFDM)系统中,时变信道引起符号内子载波间传输的数据出现ICI,引起系统性能下降[1]。提出在时域延迟分集即循环延迟发送、分集接收的算法来压缩子载波间干扰(ICI)。其思想是:将OFDM符号时域循环延迟,再以正常的发送方式发送这些符号,经空中信道后,这些经历不同衰落,在接收端通过分集接收能压缩ICI,增强系统性能。通过性能分析和仿真表明,时域自干扰删除(TDSIC-OFDM)系统和其他系统如PCC-OFDM系统相比,能有效对抗时变信道,并且能获得极大的系统性能增益。     

一种频选衰落信道下的Turbo多用户检测算法

联合MAP多用户检测与信道解码的迭代多用户检测(MUD)技术可显著提高宽带移动CDMA系统的容量和性能.在多径时变衰落的编码信道下,提出一种迭代实现干扰抑制、符号估计、信道解码的Turbo多用户检测算法.在每次迭代中,MUD自适应地实现干扰抑制并输出符号估计的软信息,软输入软输出的信道解码器使用LOG MAP方法实现信道解码并反馈符号估计的软信息作为下一次TurboMUD迭代的先验信息.仿真结果证实了该算法在频选衰落信道下经两次迭代就能逼近单用户编码CDMA系统的接收性能.     

A Novel Algorithm of Inter-Subchannel Interference Self-Cancellation for OFDM Systems

Time-varying multipath channels distort the orthogonality between subchannels in orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) transmission. The loss of sub-channel orthogonality causes inter-subchannel interference (ICI), which limits the achievable bit-error probability (BEP) at high signal-to-noise ratio (SNR). In this paper, we propose a simple but very effective ICI self-cancellation algorithm. A pre-processor and a post-processor arc inserted in the transmitter and receiver, respectively. The pre-processor adds diversity to the frequency- domain symbols by time-domain periodical extension, while the post-processor uses this diversity to make most of the ICI self- cancelled. Our algorithm can provide a trade-off between ICI reduction and system throughput by adjusting the length of periodical extension. For the full-extension scheme, we show that the ICI can be completely removed if the channel variation of each path is linear with time within one extended symbol interval. We further propose an equivalent implementation of the post-processor such that the complexity of the receiver is the same as the standard OFDM receiver. This implementation also enables our algorithm to be readily combined with other OFDM algorithms of channel estimation, synchronization, coding, and so on that do not consider the ICI effect. Applying the proposed algorithm of ICI reduction makes these algorithms more applicable in fast-fading channels. To provide more insight on the ICI cancellation, we derive the equivalent channel effect of our algorithm. We also analyze the variance of ICI and observe the density function of the residual ICI in our algorithm, based on which we show a procedure to derive a BEP upper bound. The proposed algorithm is further validated by simulation and the comparison with another ICI self-cancellation algorithm.     

时变信道下OFDM系统中基于载频间干扰抑制的迭代检测算法

为了有效地抑制OFDM系统载频间干扰（ICI），提出一种并行干扰消除的迭代检测算法。基于检测信号的信干噪比最大化的准则，通过对接收信号进行判决、重构、干扰抵消处理，建立了ICI抑制的迭代检测算法，给出了信号检测流程。通过对时变信道的分析，研究了时变信道中归一化频偏对系统陛能的影响，给出了性能仿真结果。仿真结果表明所建议的算法可有效地利用时变信道的时间分集特性来提高系统性能，计算复杂度从O（N^3）降低到O（N）。     

移动Wimax系统中ICI抑制技术的研究

载波间干扰(ICI)主要由频率偏差所引起,它破坏了正交频分复用(OFDM)系统中子载波之间的正交性,大大降低了系统的性能.在高速移动 Wimax系统中,信道的时变性导致的ICI更加不容小觑.文章将一种基于部分传输序列(PTS)算法的ICI抑制技术引入到移动Wimax系统中,针对其运算复杂的弊端提出了优化算法,并通过MATLAB语言进行了系统仿真,证明了算法对于Wimax系统中抑制ICI的有效性.     

An MIMO-OFDM technique for high-speed mobile channels

In this letter, a new orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) technique for multiple-input multiple output (MIMO) channels is proposed to reduce interchannel interference (ICI) caused by high-speed mobiles in cellular environments. After analyzing the ICI caused by high-speed mobile channels using a simple curve fitting technique, the weighting factor for group transmission is optimized. Then, a new MIMO-OFDM technique, based on the weighting factor optimization, is proposed for reducing ICI caused by time-varying channels. Performances of the proposed technique are verified by using the I-METRA channel, proposed for an MIMO channel to 3GPP, and a MIMO-OFDM simulator designed for macrocellular mobile communication. It is shown by computer simulation that the proposed MIMO-OFDM technique is effective in reducing ICI and noise as well as in obtaining diversity gain even under highly-correlated fast fading channels, compared with the conventional MIMO-OFDM schemes.     

时频双选信道OFDM系统的ICI消除与均衡

在正交频分复用（OFDM）系统中,因高速移动造成的多普勒效应导致子载波间正交性的破坏并产生载波间干扰（ICI）。为了消除ICI,本文通过分析ICI分布特性及带状矩阵特性,提出了低复杂度的迭代干扰抵消算法和基于最小均方误差准则的排序串行干扰抵消(MMSE-OSIC)算法。仿真结果表明,与传统子载波间干扰频域均衡算法相比,新算法在计算复杂度和性能之间取得了良好的平衡,且MMSE-OSIC算法可以利用时变信道的时间分集特性在高信噪比情况下有效地消除“地板效应”。