基于信号空间时频分布的到达角(D O A)估计算法利用Cohen类分布构造时频分布矩阵代替传统的阵列协方差矩阵,既适用于平稳信号的场合又适用于时变、非平稳信号的情形。如何在时频分布矩阵中选择合适的时频点是此类算法的关键。分析了信...基于信号空间时频分布的到达角(D O A)估计算法利用Cohen类分布构造时频分布矩阵代替传统的阵列协方差矩阵,既适用于平稳信号的场合又适用于时变、非平稳信号的情形。如何在时频分布矩阵中选择合适的时频点是此类算法的关键。分析了信号项选择和联合对角化的原理,并通过无约束最优化方法在时频平面上寻找单信号项的时频点,通过时频MUSIC方法对线性调频信号进行D O A估计,仿真结果证实了该方法的有效性。展开更多
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
相比较正交频分复用,正交时频空间(orthogonal time frequency space,OTFS)调制具有较低峰均功率比,能有效抵抗多普勒产生的时间选择性衰落,在双扩展信道中具有良好的性能优势。然而,常规的OTFS线性最小均方误差(linear minimum mean sq...相比较正交频分复用,正交时频空间(orthogonal time frequency space,OTFS)调制具有较低峰均功率比,能有效抵抗多普勒产生的时间选择性衰落,在双扩展信道中具有良好的性能优势。然而,常规的OTFS线性最小均方误差(linear minimum mean square error,LMMSE)方法复杂度高,不易实时处理,为解决这一问题,提出了基于最优坐标下降的无穷范数约束均衡算法。该算法通过一定的迭代次数得到最优解,避免了直接矩阵求逆,采用无穷范数约束均衡提升了符号检测的性能增益。同时利用OTFS在时延-多普勒域信道矩阵每列向量二范数平方相等和稀疏性的特点,进一步降低坐标下降的复杂度。在设计的水声通信场景下,对所提均衡算法的有效性进行了仿真验证,结果表明所提均衡算法在保证低复杂度情况下误码性能接近最小均方误差性能。展开更多
低轨卫星通信的信道存在快变和多径问题,正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术是解决该问题的候选技术。结合广义索引调制(Index Modulation,IM),提出正交时频空间与广义索引调制(Orthogonal Time Frequency Spa...低轨卫星通信的信道存在快变和多径问题,正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术是解决该问题的候选技术。结合广义索引调制(Index Modulation,IM),提出正交时频空间与广义索引调制(Orthogonal Time Frequency Space and Generalized Index Modulation,OTFS-GIM)的方案。与固定激活数据点的基于正交时频空间与索引调制(Orthogonal Time Frequency Space and Index Modulation,OTFS-IM)不同的是,所提方案引入改进的IM块,增加了激活数据点选择模式,为不同数量的激活数据点分配额外信息,实现更高的频率效率。同时改进了信息传递检测(Message Passing Detection,MPD)算法、检测激活数据点携带的索引信息、恢复传输的星座信息。仿真结果表明在高速移动场景下,相较于OTFS和OTFS-IM,所提OTFS-GIM以较小的性能损失为代价,获得了更高的频谱效率。展开更多
通信感知一体化(integrated sensing and communication,ISAC)通过实现通信和雷达感知的资源共享,在人机交互、车联网(vehicle-to-everything,V2X)、遥感和环境检测等应用场景中很有前景。为解决高移动性的车联网中通信和雷达感知所需...通信感知一体化(integrated sensing and communication,ISAC)通过实现通信和雷达感知的资源共享,在人机交互、车联网(vehicle-to-everything,V2X)、遥感和环境检测等应用场景中很有前景。为解决高移动性的车联网中通信和雷达感知所需的频率资源的冲突,基于正交时频空间(orthogonal time frequency space,OTFS)调制提出了OTFS-ISAC系统,基站通过接收车辆反射的回波,获得车辆运动参数,从而建立车辆运动的移动拓扑模型。此外,针对多车辆移动场景,提出了保证用户公平性的非正交多址接入OTFS-ISAC系统设计和功率分配算法。仿真结果表明,相比于无雷达感知辅助的非正交多址OTFS系统,基于OTFS-ISAC的非正交多址接入系统实现了25%的信息速率提升。展开更多
基于空间时频分布(spatial time-frequency distribution,STFD)的多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法常用于非平稳信号波达方向(direction of arrival,DOA)估计,其关键是选取合适的信号时频点.文中针对传统时频MU...基于空间时频分布(spatial time-frequency distribution,STFD)的多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法常用于非平稳信号波达方向(direction of arrival,DOA)估计,其关键是选取合适的信号时频点.文中针对传统时频MUSIC算法不能提取各信号时频点且在小角度间隔时估计性能不佳的问题,以线性调频(line frequency modulation,LFM)信号为研究对象,提出了基于时频点聚类的DOA估计算法.该算法首先对阵列接收信号进行白化,利用白化后的接收信号构造STFD矩阵,达到抑制STFD矩阵的交叉项、突出信号自项的目的,然后利用K均值聚类提取各信号时频点,最后运用MUSIC算法估计DOA.对不同角度间隔和不同信噪比时三种算法的估计均方根误差进行了仿真对比,结果表明:相比经典时频MUSIC算法,文中算法在小角度间隔和低信噪比时有更好的估计性能.展开更多
文摘基于信号空间时频分布的到达角(D O A)估计算法利用Cohen类分布构造时频分布矩阵代替传统的阵列协方差矩阵,既适用于平稳信号的场合又适用于时变、非平稳信号的情形。如何在时频分布矩阵中选择合适的时频点是此类算法的关键。分析了信号项选择和联合对角化的原理,并通过无约束最优化方法在时频平面上寻找单信号项的时频点,通过时频MUSIC方法对线性调频信号进行D O A估计,仿真结果证实了该方法的有效性。
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%。
文摘相比较正交频分复用,正交时频空间(orthogonal time frequency space,OTFS)调制具有较低峰均功率比,能有效抵抗多普勒产生的时间选择性衰落,在双扩展信道中具有良好的性能优势。然而,常规的OTFS线性最小均方误差(linear minimum mean square error,LMMSE)方法复杂度高,不易实时处理,为解决这一问题,提出了基于最优坐标下降的无穷范数约束均衡算法。该算法通过一定的迭代次数得到最优解,避免了直接矩阵求逆,采用无穷范数约束均衡提升了符号检测的性能增益。同时利用OTFS在时延-多普勒域信道矩阵每列向量二范数平方相等和稀疏性的特点,进一步降低坐标下降的复杂度。在设计的水声通信场景下,对所提均衡算法的有效性进行了仿真验证,结果表明所提均衡算法在保证低复杂度情况下误码性能接近最小均方误差性能。
文摘低轨卫星通信的信道存在快变和多径问题,正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术是解决该问题的候选技术。结合广义索引调制(Index Modulation,IM),提出正交时频空间与广义索引调制(Orthogonal Time Frequency Space and Generalized Index Modulation,OTFS-GIM)的方案。与固定激活数据点的基于正交时频空间与索引调制(Orthogonal Time Frequency Space and Index Modulation,OTFS-IM)不同的是,所提方案引入改进的IM块,增加了激活数据点选择模式,为不同数量的激活数据点分配额外信息,实现更高的频率效率。同时改进了信息传递检测(Message Passing Detection,MPD)算法、检测激活数据点携带的索引信息、恢复传输的星座信息。仿真结果表明在高速移动场景下,相较于OTFS和OTFS-IM,所提OTFS-GIM以较小的性能损失为代价,获得了更高的频谱效率。
文摘通信感知一体化(integrated sensing and communication,ISAC)通过实现通信和雷达感知的资源共享,在人机交互、车联网(vehicle-to-everything,V2X)、遥感和环境检测等应用场景中很有前景。为解决高移动性的车联网中通信和雷达感知所需的频率资源的冲突,基于正交时频空间(orthogonal time frequency space,OTFS)调制提出了OTFS-ISAC系统,基站通过接收车辆反射的回波,获得车辆运动参数,从而建立车辆运动的移动拓扑模型。此外,针对多车辆移动场景,提出了保证用户公平性的非正交多址接入OTFS-ISAC系统设计和功率分配算法。仿真结果表明,相比于无雷达感知辅助的非正交多址OTFS系统,基于OTFS-ISAC的非正交多址接入系统实现了25%的信息速率提升。
文摘基于空间时频分布(spatial time-frequency distribution,STFD)的多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法常用于非平稳信号波达方向(direction of arrival,DOA)估计,其关键是选取合适的信号时频点.文中针对传统时频MUSIC算法不能提取各信号时频点且在小角度间隔时估计性能不佳的问题,以线性调频(line frequency modulation,LFM)信号为研究对象,提出了基于时频点聚类的DOA估计算法.该算法首先对阵列接收信号进行白化,利用白化后的接收信号构造STFD矩阵,达到抑制STFD矩阵的交叉项、突出信号自项的目的,然后利用K均值聚类提取各信号时频点,最后运用MUSIC算法估计DOA.对不同角度间隔和不同信噪比时三种算法的估计均方根误差进行了仿真对比,结果表明:相比经典时频MUSIC算法,文中算法在小角度间隔和低信噪比时有更好的估计性能.
