第一篇:NLOS环境下信道估计辅助的精确TOA估计论文
摘要:该文关注非视距(NLOS)环境下正交频分复用系统中基于前导的到达时间(TOA)估计。在NLOS环境下,由于直达径容易受到遮挡,直达径的信号可能非常微弱。因此,TOA的估计性能将显著下降。该文提出了一种信道估计辅助的精确TOA估计方法,主要分为三个步骤。首先通过相关检测得到粗整数TOA估计。其次,利用最大似然准则得到信道冲激响应,基于信道响应得到精整数TOA估计。最后,经过频域的信道均衡和去除多径干扰,为了突破采样间隔的限制,利用线性拟合得到小数TOA估计。与现有的方法相比,仿真结果表明我们的方法实现了更高精度的TOA估计。
关键词:关于信道估计的论文
近年来,无线网络中的定位包括在室内和室外环境,由于其潜在的应用,例如位置感知服务和资产与人员跟踪,吸引了相当多的关注[1]。全球定位系统(GPS)可以提供移动接收机的全球定位信息,并且在户外可以实现高精度的位置估计。然而,由于多径效应对到达时间估计(TOA)的影响,GPS的定位性能在城市和室内环境中会显著下降。
为了弥补室内GPS的缺陷,基于无线网络通信系统的定位技术被大量研究。OFDM信号本身具有抗多径信道的鲁棒性和高频谱效率,已经被广泛应用于许多的通信标准中,例如IEEE802.11a/g,UWB,LTE/4G等。无线定位算法是基于无线网络的定位参数测量,例如RSSI,AOA,TOA等。它们的精度对于整个定位系统的性能是非常重要的[1]。TOA 是一种广泛使用的方法,即测量信号在发射机与接收机之间的传输时间。
利用OFDM信号进行TOA估计的方法之一是超分辨率算法,例如多重信号分离(MUSIC)[2],最大似然(ML)[3]等。MUSIC利用相关矩阵的特征分解把信号与噪声进行分离。但是其计算复杂度高,并且需要多径的先验知识。常用的OFDM 的TOA估计方法是相关检测[1],相关检测是通过在接收端搜索接收信号与本地训练序列相关运算产生的相关谱峰值来确定TOA。但是,在NLOS的多径衰落信道,由于延迟径的幅度比首径的幅度更大,这些方法经常会导致TOA延迟。因此,引导沿算法检测相关谱的第一个峰值而不是最大峰值,其假定LOS的相关峰可能不是最大的而是第一个峰值[4][5]。
为了提高在NLOS环境下的TOA估计精度,本文为OFDM系统提出了一种基于信道估计的精确TOA估计方法。TOA估计方法包括三个阶段:利用恒模零自相关序列(CAZAC)的粗整数TOA估计,联合信道和精整数TOA估计和基于线性拟合的小数TOA估计。仿真结果验证了本文提出算法的有效性。信号模型
我们考虑一个OFDM系统,其具有[N]个子载波和循环前缀长度(CP)[Ng]。那么,一个OFDM符号的长度为[Ns=N+Ng]。假定循环前缀的长度大于信道的最大时延扩展。[Ts]表示整个OFDM块的周期。系统的采样间隔为[T],[T=TsNs]一般的OFDM系统模型的信号帧结构如图1所示,前导信号[P={p-Ng,p-Ng+1,...,p0,p1,...,pN-1}],长度为[Ns]。时频TOA估计
在本章节,我们获得时域的粗整数时延估计和信道估计,然后利用信道冲激响应改进粗整数时延估计得到精整数时延估计。利用CFR均衡受多径干扰的导频符号。经过信道均衡,第[k]个子载波的相位旋转[-2πkθF/N]与子载波索引[k]成线性关系。因此,我们采用线性拟合估计小数时延。
2.1 粗整数TOA估计
其中[C(d)]是代价函数。[θIc]表示粗整数估计使得代价函数最大。在视距传播下,[θIc]对应于信号直达径的传输时间。然而,在非视距环境下,直达径往往被遮挡,接收的视距信号不总是最强的。微弱的LOS信号和强大的NLOS信号将会导致大的估计误差。因此,我们将进一步提出精整数TOA估计的方法。
2.2 联合信道估计和精整数TOA估计
经过粗整数TOA估计,我们由(10)得到使代价函数最大的索引。在多径信道中,由于信道色散,[θIc]将会右移。那么FFT开窗的开始位置就会落在无ISI的CP之外,这将导致ISI和影响信道与精确TOA估计。为了保持子载波间的正交性,粗整数TOA估计应该被提前一些采样点,即[6]:仿真结果与讨论
为了评估所提TOA估计算法的性能,我们做了一些仿真。仿真参数为:1)OFDM信号的IFFT大小[N=512],所有的子载波全部使用。2)前导符号采用CAZAC序列;3)CP的长度为32;4)蒙特卡罗仿真计算RMSE的次数为[10000]次。我们考虑了两种传播场景,8径瑞丽衰落信道模型。功率时延分布如表1:
从仿真结果可以得出,在信道1和信道2下,本文提出的方法的RMSE性能要比另外两种方法好,特别是在LOS信道下。相关检测方法是检测相关谱峰的最大值,而不是第一个峰值,在NLOS信道下会造成系统误差。当信噪比增大,RMSE性能仍然保持不变。图4显示了未经过多径干扰消除时的小数TOA估计。结论
针对OFDM系统,本文提出了一种基于信道估计的高精度的TOA估计方法。基于信道估计,提出的方法性能优于传统的方法。经过多径干扰消除之后,小数TOA可以得到精确的估计,很大程度上提高了精度。仿真结果也验证本文的方法。
参考文献:
[1] Chen H,Zhang X,Xu W.Next-Generation CDMA vs.OFDMA for 4G Wireless Applications[J].IEEE Wireless Commun.,2007,14(3): 6-7.
第二篇:优秀获奖校本教研课题论文-浅谈关于网络环境下集体备课的几点认识
浅谈关于网络环境下集体备课的几点认识
新课程理念下的集体备课作为教师合作的主要形式受到重视不仅是新课程实施的需要,也是教师工作的需要,更是学生学习和发展的需要。在提倡现代化教育技术的今天,网络备课与多媒体课件已成为潮流,网络更为我们提供了大量的素材,网络备课、网络教研在网上已成为热门的讨论话题,为我们更好的探讨提供了极佳的环境。我校成立了各个学科的集体备课组,其中初中思想品德科成立一个集体备课组。经过几个学期实践,我校集体备课这种教研模式,取得了显著成效。下面我简单的谈谈我校在网络环境下关于集体备课的几点认识。
一、“以少换多”的思想。
即奉献自己的一点点,获取别人的一串串。有人也把这个概括为“我为人人,人人为我”。不管怎样,其前提是奉献。试想,网民们都只想下载别人的,那么,网络还有那么大的魅力吗?实际上,大多数网站都设有上传通道,大多数网民并不吝啬,使很多初涉网络的人欣喜过望。“我原想收获一缕春风,你却给了我整个春天”;“我原想捧起一簇浪花,你却给了我整个海洋”。二、“把自己的东西放在别人的地方”的思想。
一般来说,只要网站不倒闭,有价值的资源就不会被删除;其二,东方不亮西方亮,除了星星还有月亮,这个网站没有的,在另一个网站可以找到,因为有价值的资源会被多次复制;其三,自己的计算机硬盘容量有限。因此,我们大可不必当一个葛朗台,不必见到有价值的资源就下载据为己有。实际上,只要知道它们所在的位置(网址或网页)就可以了。三、“请让我来帮助您”的思想。
我想,共同打造快乐的网上生活应该是每位网友义不容辞的责任。想人之所想,急人之所急,人人拥有一副热心肠,那么,网上便是一片幸福的天地。每位教师都会有教学资料短缺的时候,若很快获得网友的馈赠,充满感激是不言而喻的;另一方面,能帮助别人解决燃眉之急,不也能收获一份友谊吗?四、“虚心请教,切磋协作”的思想。
教学资料缺乏,上网搜索;教学思路阻塞,上网求助。我们大可不必唉声叹气冥思苦想,或是闭门造车固步自封,而应该在QQ中请教,在论坛上切磋。众人拾柴火焰高,许多苦恼多年的难题或许会迎刃而解,许多百思不解的疑惑或许会茅塞顿开。一个人备课“山重水复疑无路”,或许上网集体备课会“柳暗花明又一村”。总之,网络集体备课是传统集体备课方式的一种创新,它突破了空间和时间的限制,避免了语言霸权现象,扩大了教研工作的辐射面,调动了参与教师的积极性,提高了集体备课的效率。同时,网络资源为我们提供了大量有益的可借鉴的教学图片和课件,下载现成的课件,应用到备课中来,教学效果肯定会有明显的提高,达到事半功倍的目的。我们要做到的就是更加深入地探讨,以便更好地利用网络资源,顺应网络时代,以更好地实现我们“教书育人”的最终目的。