系统工程与电子技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (6): 1679-1685.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.06.27

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莱斯信道中通用PSAM帧格式的优化设计

王晓颖1, 余忠洋1, 朱敏1, 白宝明1,*, 刘为2, 容琪龙2   

  1. 1. 西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室, 陕西 西安 710071
    2. 中国电子科技集团公司第七研究所, 广东 广州 510310
  • 收稿日期:2020-07-03 出版日期:2021-05-21 发布日期:2021-05-28
  • 通讯作者: 白宝明
  • 作者简介:王晓颖(1996—), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为无线通信理论及编码调制|余忠洋(1989—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为无线通信理论及编码调制|朱敏(1986—), 女, 讲师, 硕士研究生导师, 博士, 主要研究方向为信道编码及无线通信|白宝明(1966—), 男, 教授, 博士研究生导师, 博士, 主要研究方向为信道编码及无线通信|刘为(1977—), 男, 高级工程师, 硕士,主要研究方向为宽带无线通信技术、4G/5G移动通信系统设计、无线资源管理与网络设计|容琪龙(1981—), 男, 工程师, 硕士,主要研究方向为4G/5G移动无线通信技术、宽带无线通信系统设计和设备研发
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61771364);国家自然科学基金(61701368);陕西省重点研发计划项目(2018ZDCXL-GY-04-05)

Optimization design of generalized PSAM format over Rician channel

Xiaoying WANG1, Zhongyang YU1, Min ZHU1, Baoming BAI1,*, Wei LIU2, Qilong RONG2   

  1. 1. State Key Laboratory of Integrated Services Networks, Xidian University, Xi'an 710071, China
    2. The 7th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Guangzhou 510310, China
  • Received:2020-07-03 Online:2021-05-21 Published:2021-05-28
  • Contact: Baoming BAI

摘要:

针对莱斯信道下导频受限的载波同步系统,研究了相应的数据帧格式的推广与优化设计问题, 以提升载波同步能力。首先基于标准导频符号辅助调制(standard pilot-symbol-assisted-modulation, S-PSAM)帧格式, 设计了一种通用的PSAM(generalized PSAM, G-PSAM)帧格式, 并推导了相应的联合数据辅助与非数据辅助的克拉美罗界(data-aided & non-data-aided Cramer-Rao bound, DA&NDA CRB)及其近似形式; 接着利用近似的DA&NDA CRB和经典的控制变量法(control-variate method, CVM)对G-PSAM帧格式进行了优化, 得到了一类优化的G-PSAM(optimized G-PSAM, OG-PSAM)帧格式, 同时与S-PSAM帧格式进行了比较。仿真结果表明, 无论使用短数据包传输还是长数据包传输, 不同导频块数下的OG-PSAM帧格式都表现出优于S-PSAM帧格式的估计性能。

关键词: 无线通信, 优化的通用导频符号辅助调制帧格式, 控制变量法, 克拉美罗界, 莱斯信道

Abstract:

Aiming at the carrier synchronization system with limited pilot frequency under Rician channel, the generalization and optimization design of the corresponding data frame format is studied, so as to improve the carrier synchronization ability significantly. Firstly, a generalized PSAM (G-PSAM) format is designed based on the standard pilot-symbol-assisted-modulation (S-PSAM) format, whose corresponding joint data-aided & non-data-aided Cramer-Rao bound (DA&NDA CRB) are derived and approximated. Then, an efficient solution to optimize the G-PSAM format is provided by means of the approximate DA&NDA CRB and the common control-variate method (CVM), resulting in a class of optimized G-PSAM (OG-PSAM) format and meanwhile comparing with the S-PSAM format. Simulation results show that the OG-PSAM format exhibits superior DA&NDA CRB performance to the S-PSAM format under the different pilot blocks for both the short-packet and long-packet transmissions.

Key words: wireless communications, optimized generalized pilot-symbol-assisted-modulation (PSAM) format, control-variate method, Cramer-Rao bound, Rician channel

中图分类号: