针对现有信道估计方案导致正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制系统峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)高或频谱效率(Spectral Efficiency,SE)低的问题,提出一种多叠加导频的低PAPR、高SE信道估计方法...针对现有信道估计方案导致正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制系统峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)高或频谱效率(Spectral Efficiency,SE)低的问题,提出一种多叠加导频的低PAPR、高SE信道估计方法。发送端利用时域正交性和离散傅里叶域相位的随机性,在时延多普勒域中嵌入与数据相叠加的5导频符号的导频图案实现低PAPR,提高SE。接收端以数据符号与噪声之和的能量均值为基准,实现导频信号检测,同时根据每个导频的不同位置信息恢复出存在相位旋转的数据信号。基于能量准则,利用多个独立的接收信号进行联合信道估计,以降低数据符号的干扰,并采用消息传递算法进行数据恢复。仿真结果表明,该方法比单叠加导频信道估计的PAPR低,同时较嵌入式导频信道估计的SE提高约14.4%。展开更多
水声通信作为海洋信息传输的核心技术,广泛应用于海洋探测、海事监管及海底工程等领域。然而,水声信道因双重色散特性而极具挑战性,对系统设计构成重大障碍。尽管正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术...水声通信作为海洋信息传输的核心技术,广泛应用于海洋探测、海事监管及海底工程等领域。然而,水声信道因双重色散特性而极具挑战性,对系统设计构成重大障碍。尽管正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术已在水声通信中得到广泛应用,但其性能仍受限于信道状态估计的准确性。正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制技术通过将数据转换到时延-多普勒域内传输,能够有效地应对水声信道中的多径效应和多普勒频移,提高通信系统的性能和可靠性。综述了OTFS在水声通信中的关键处理技术,涵盖信道估计、信道均衡及多址接入技术三个核心方面,并从天线拓展、机器学习融合及同步创新等方面探讨了未来发展趋势,同时详细分析了复杂信道环境下的信号检测、计算复杂度与实时性平衡、参数估计准确性及水下环境对数据可靠性的影响面临的技术挑战。展开更多
针对多输入多输出正交时频空间(multiple-input multiple-output orthogonal time frequency space,MIMO-OTFS)系统由最大时延、多普勒扩展、天线数量增加带来信道估计计算开销大、准确率下降的问题,提出了一种基于感知辅助和原子选择...针对多输入多输出正交时频空间(multiple-input multiple-output orthogonal time frequency space,MIMO-OTFS)系统由最大时延、多普勒扩展、天线数量增加带来信道估计计算开销大、准确率下降的问题,提出了一种基于感知辅助和原子选择门限的广义正交匹配追踪(sensing aided generalized orthogonal matching pursuit algorithm based on atomic threshold,SA-TGOMP)信道估计算法。该算法首先将雷达探测的用户和周围环境信息转化为OTFS信道的初始索引集,然后引入以固定值选取相关性原子进行迭代的策略和原子选择门限进行支撑集更新。实验结果表明,本文算法能够有效提高信道估计精度的同时减少导频开销。展开更多
第五代移动通信技术(5th-generation mobile communication technology,5G)网络对高速率、低时延、高可靠性的移动通信处理需求不断增加,对终端基带信道估计算法的高性能和低复杂度设计、矩阵处理动态范围提出挑战。针对上述问题,本文...第五代移动通信技术(5th-generation mobile communication technology,5G)网络对高速率、低时延、高可靠性的移动通信处理需求不断增加,对终端基带信道估计算法的高性能和低复杂度设计、矩阵处理动态范围提出挑战。针对上述问题,本文提出一种基于相关矩阵托普利兹(Toeplitz)特性的信道估计算法。依据信道的相干带宽特性计算信道相关矩阵并保留必要的较低矩阵阶数;基于相关矩阵的Toeplitz特性设计低复杂度的递归求逆算法,并针对加权矩阵乘法的元素重复性将矩阵乘法化简为矩阵点乘,简化加权矩阵运算;同时引入跟踪信噪比变化的缩放补偿因子对计算过程和结果分别进行缩放和补偿。理论分析和仿真结果显示,本文所提算法可在达到优异的信道估计性能条件下,有效降低运算复杂度,并极大降低算法矩阵处理的动态范围。展开更多
文摘针对现有信道估计方案导致正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制系统峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)高或频谱效率(Spectral Efficiency,SE)低的问题,提出一种多叠加导频的低PAPR、高SE信道估计方法。发送端利用时域正交性和离散傅里叶域相位的随机性,在时延多普勒域中嵌入与数据相叠加的5导频符号的导频图案实现低PAPR,提高SE。接收端以数据符号与噪声之和的能量均值为基准,实现导频信号检测,同时根据每个导频的不同位置信息恢复出存在相位旋转的数据信号。基于能量准则,利用多个独立的接收信号进行联合信道估计,以降低数据符号的干扰,并采用消息传递算法进行数据恢复。仿真结果表明,该方法比单叠加导频信道估计的PAPR低,同时较嵌入式导频信道估计的SE提高约14.4%。
文摘由于高视距(Line of Sight,LOS)的空对地通信,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)通信网络容易遭受窃听者的截获。为此,针对智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助UAV通信系统,提出基于改进差分进化算法的安全速率优化(Optimal Secrecy Rate Based on Improved Differential Evolution,OSR-IDE)算法,进而提升系统的安全速率。将IRS与UAV结合,提升信号传输质量。OSR-IDE算法联合优化UAV传输的波束赋形(Passive Beamforming,PBF)、IRS相移、IRS和UAV位置来最大化系统的安全速率。建立最大化系统安全速率优化问题模型,利用改进的差分进化算法求解。仿真结果表明,OSR-IDE算法的安全速率优于基准算法。
文摘水声通信作为海洋信息传输的核心技术,广泛应用于海洋探测、海事监管及海底工程等领域。然而,水声信道因双重色散特性而极具挑战性,对系统设计构成重大障碍。尽管正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术已在水声通信中得到广泛应用,但其性能仍受限于信道状态估计的准确性。正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制技术通过将数据转换到时延-多普勒域内传输,能够有效地应对水声信道中的多径效应和多普勒频移,提高通信系统的性能和可靠性。综述了OTFS在水声通信中的关键处理技术,涵盖信道估计、信道均衡及多址接入技术三个核心方面,并从天线拓展、机器学习融合及同步创新等方面探讨了未来发展趋势,同时详细分析了复杂信道环境下的信号检测、计算复杂度与实时性平衡、参数估计准确性及水下环境对数据可靠性的影响面临的技术挑战。
文摘针对多输入多输出正交时频空间(multiple-input multiple-output orthogonal time frequency space,MIMO-OTFS)系统由最大时延、多普勒扩展、天线数量增加带来信道估计计算开销大、准确率下降的问题,提出了一种基于感知辅助和原子选择门限的广义正交匹配追踪(sensing aided generalized orthogonal matching pursuit algorithm based on atomic threshold,SA-TGOMP)信道估计算法。该算法首先将雷达探测的用户和周围环境信息转化为OTFS信道的初始索引集,然后引入以固定值选取相关性原子进行迭代的策略和原子选择门限进行支撑集更新。实验结果表明,本文算法能够有效提高信道估计精度的同时减少导频开销。
文摘第五代移动通信技术(5th-generation mobile communication technology,5G)网络对高速率、低时延、高可靠性的移动通信处理需求不断增加,对终端基带信道估计算法的高性能和低复杂度设计、矩阵处理动态范围提出挑战。针对上述问题,本文提出一种基于相关矩阵托普利兹(Toeplitz)特性的信道估计算法。依据信道的相干带宽特性计算信道相关矩阵并保留必要的较低矩阵阶数;基于相关矩阵的Toeplitz特性设计低复杂度的递归求逆算法,并针对加权矩阵乘法的元素重复性将矩阵乘法化简为矩阵点乘,简化加权矩阵运算;同时引入跟踪信噪比变化的缩放补偿因子对计算过程和结果分别进行缩放和补偿。理论分析和仿真结果显示,本文所提算法可在达到优异的信道估计性能条件下,有效降低运算复杂度,并极大降低算法矩阵处理的动态范围。
