基于数据样本方差的正交频分复用水声通信多普勒频移估计方法

针对正交频分复用(OFDM)水声移动通信易受时变多普勒频移影响的缺点,该文提出一种基于数据样本方差的多普勒频移估计方法。利用前序符号的信道估计值恢复当前符号的有效数据序列及其频域分集副本,计算分集副本与数据序列的比值并搜索该比值序列在不同多普勒补偿因子下的方差,选取方差最小时对应的补偿因子作为多普勒频移估计值,利用稀疏贝叶斯学习和判决反馈信道估计算法获得修正后的信道频域响应并传递给后序符号,实现对多普勒频移的实时跟踪。数值仿真验证了该方法的可行性和优越性,海上试验证明,该方法实现了基于无人水下航行器的OFDM水声移动通信,能够对时变多普勒频移进行有效估计。     

基于线性化因子更新的频域迭代判决反馈均衡

迭代块判决反馈均衡(Iterative Block Decision Feedback Equalization,IBDFE)是单载波频域均衡中一种行之有效的非线性均衡算法,但算法计算复杂度随迭代次数增加而增大。本文针对传统IBDFE算法的不足提出一种基于线性因子更新的频域迭代判决反馈均衡算法,利用了线性因子更新来降低均衡器复杂度,并引入修正因子计算反馈滤波器系数以避免性能损失。仿真结果表明,所提出算法性能与传统IBDFE算法相比复杂度降低且在误比特率为10-5时有0.12 dB的性能增益,与已有的低复杂度算法(Low-Complexity IBDFE,LC-IBDFE)相比有0.1 dB的性能增益。      

基于Rimoldi分解的连续相位调制信号Turbo频域均衡算法

针对高阶部分响应连续相位调制(CPM)信号均衡中存在的复杂度高和性能较差等问题,该文从Rimoldi分解的角度出发,设计了一种新的适用于倾斜相位CPM信号的发射帧结构,并在此基础上结合单载波频域均衡(FDE)和Turbo均衡的思想,提出了一种适用于高阶CPM信号的Turbo频域均衡算法。该算法通过将信号均衡转化到频域进行处理,避免了时域均衡算法在计算均衡器系数时存在的大矩阵求逆问题,同时使用Turbo均衡的软信息迭代处理来改善系统的性能。理论分析和仿真结果表明,对于四阶部分响应CPM信号,在存在严重符号间干扰的多径衰落信道的条件下,该算法与现有的基于符号的频域均衡算法相比,在保持较低复杂度的同时,具有大约1.5 dB的性能增益。     

水声通信中基于软判决的块迭代判决反馈均衡器

在单载波频域均衡水声通信系统中,混合结构的时-频域判决反馈均衡器(H-DFE)计算复杂度高,不利于实时实现;而基于硬判决的块迭代判决反馈均衡器(HD-IBDFE)存在错误符号判决造成系统性能下降问题,同时需要估计判决符号和发射数据之间的互相关函数。该文对水声通信中基于软判决的块迭代判决反馈均衡(SD-IBDFE)接收机算法进行了研究,通过对均衡器输出信号进行软判决,并将符号软信息进行反馈,提高了系统性能,同时采用迭代信道估计方法来适应水声信道的时变性。通过仿真比较得出,该方法在水声信道条件下明显优于HD- IBDFE。对湖上试验数据处理结果表明,在浅水1.8 km通信距离下,单通道无编码QPSK调制可实现10-3的误码率并达到3000 bps的有效数据率。     

采用频域导频的块传输

该文设计了一种采用频域导频的块传输方案,并提出了适用于该方案的复杂度较低的接收信号处理算法,包括信道估计算法、均衡解调算法。与现有的PN导频方案构成的块传输方案相比,该文的频域导频块传输方案在没有误码性能损失的前提下大大降低了计算复杂度。仿真验证了该方法的有效性。     

稀疏多径信道中单载波频域均衡系统的联合干扰抵消和均衡

针对大时延稀疏多径信道条件下的单载波频域均衡系统(SC-FDE),本文提出了一种新的迭代均衡结构,记为IC-FDE-DFE。IC-FDE-DFE可以缩短频域均衡所需的循环前缀(CP)的长度,提高稀疏多径信道下SC-FDE系统的带宽效率和功率效率。与单纯的时频域混合判决反馈均衡器(H-DFE)相比,IC-FDE-DFE能够充分利用信道的‘稀疏’特性,其中的均衡器具有较低的运算复杂度和设计复杂度。仿真结果表明,IC-FDE-DFE能够在迭代过程中逐渐抵消大时延多径的影响,逼近H-DFE的理想性能。     

基于叠加训练序列和低复杂度频域Turbo均衡的时变水声信道估计和均衡

针对时变水声信道估计和均衡问题,该文提出基于叠加训练序列(ST)和低复杂度频域Turbo均衡(LTE)的时变水声信道估计和均衡(ST-LTE)算法。基于叠加训练序列方案,将训练序列和符号线性叠加,使得训练序列和符号信道信息一致;基于最小二乘算法,进行信道估计。基于频域训练序列干扰消除技术,在频域消除训练序列对符号的干扰;基于频域线性最小均方误差(LMMSE)均衡算法,通过先验、后验、外均值和方差的计算,实现低复杂度信道均衡(符号估计);基于Turbo均衡算法,软重构叠加训练序列和更新信道估计,进行均衡器和译码器的信息交换,利用编码冗余信息,大幅度提升信道均衡性能。进行仿真、水池静态通信试验(通信频率12 kHz,带宽6 kHz,采样频率96 kHz,符号传输速率4.8 ksym/s,训练序列和符号的功率比为0.25:1)和胶州湾运动通信试验(通信频率12 kHz,带宽6 kHz,采样频率96 kHz,符号传输速率3 ksym/s,训练序列和符号的功率比为0.25:1),仿真和试验结果验证了所提算法的有效性。     

基于STBC-SCFDE系统的信道估计算法研究

针对频率选择性衰落信道下2发射天线的空时分组编码-单载波频域均衡(STBC-SCFDE)系统,分别设计了2种新颖的时域多天线导频序列和频域多天线导频序列,相应地提出了一种时域导频信道估计算法和一种频域导频信道估计算法,并分别进行了信道估计的MSE性能分析以及计算复杂度对比.仿真验证表明,相比传统经典多天线信道估计算法,所提2种信道算法在中低信噪比下均能实现良好的信道估计性能,为未来无线通信系统的信道估计开辟了新的解决途径.     

一种基于GY／T220．1-2006标准的OFDM信道估计算法

在卫星移动多媒体广播系统中,由于多普勒频移及多径影响,信道是时变的,需要估计出信道的时域或频域响应来消除时变信道对传输信号的影响。针对GY/T 220.1-2006标准的导频插入图案,提出了一种基于LS估计准则、在时间轴方向二维线性内插、频域轴方向变换域内插的信道估计算法。仿真结果表明,在不同多径信道的情况下,随着信噪比的增加,该算法的性能均优于最近插值、线性插值和低通滤波插值算法。该算法计算复杂度较spline插值和cubic插值低,适于硬件实现。     

OFDM水声通信信道估计技术研究

水声通信系统的目的在于高速、可靠地将信源信息经过海洋声信道传输到信宿。正交频分复用(OFDM)技术具有抗多径、频带利用充分、传输数据率高的优点,在水声通信中具有重要的发展前景。但随着传输距离的增加,信道条件恶化,多径、多普勒频移影响加剧,需要设计相适应的OFDM系统并采取有效手段改善系统性能。介绍了基于导频的OFDM信道估计的基本算法,主要研究了LS(最小平方误差)、LMMSE(线性最小均方误差)、LRLMMSE(低秩线性最小均方误差)算法,对各种算法的性能和复杂度进行了分析。     

基于RENYI熵的水声信道判决反馈盲均衡算法研究

在水下通信系统中,为了抑制由多径效应产生的严重码间干扰,必须进行信道均衡。针对传统的常数模判决反馈盲均衡(CMA-DFE)收敛速度较慢的问题,该文提出了一种基于RENYI熵的判决反馈盲均衡算法(RENYI-DFE)。该算法使用RENYI熵算法调节均衡器前向权向量,用CMA算法调节均衡器反馈权向量,与CMA-DFE相比,该算法在计算量增加很小的情况下,使得盲均衡算法的收敛速度显著增加。仿真结果证明了该算法的优越性。     

适用于水声信道的快速判决反馈盲均衡算法研究

基于对常数模判决反馈算法(CMDFE)进行分析,提出了一种能够快速收敛的判决反馈盲均衡算法。该算法中构造了一种与常数模算法不同的、能够快速收敛的误差函数,并利用该误差函数对前向权进行调整,而反馈权的调整仍使用常数模误差项。前向权和反馈权系数的更新取不同的步长值。最后通过水声信道模型仿真,对这几种算法进行了数值分析研究。结果表明：所提出的算法可有效地实现对多途水声信道的均衡,并且其收敛速度高于常数模算法和常模判决反馈算法。     

数字电视接收机中的Block-DFE算法研究

针对地面数字电视传输国家标准(DTMB),研究并提出一种新的数据块判决反馈均衡算法.该算法利用QR因式分解以解决最小二乘方探测问题.通过Matlab仿真对传统判决反馈均衡算法(DFE)、循环构造频域均衡算法(OLA-FDE)和数据块判决反馈均衡算法(Block-DirE)在不同信噪比下的性能作了比较,验证了Block-DFE算法的优越性.     

单载波频域均衡技术中均衡算法的比较

线性均衡和判决反馈均衡是单载波频域均衡技术中所采用的两种主要均衡算法.对它们的原理和结构进行了详细的分析和比较,并对其在无线局域网种SUI信道条件下不同调制方式对系统性能的影响进行了仿真研究.从仿真结果中可以看到通过选取合适的频域均衡算法能够有效地改善系统性能.     

单载波通信系统的迭代频域合成均衡算法

为提高符号间干扰(ISI)信道条件下信号接收的可靠性,该文研究单载波通信系统的多天线空间分集接收问题,提出一种迭代频域合成均衡算法。该算法推导先验信息条件下合成均衡器的频域传输函数,并借助快速傅里叶变换(FFT)实现合成均衡器系数和均衡滤波的高效计算。仿真结果表明,相比时域算法,该算法能够在不损失性能的前提下,大幅降低运算复杂度。与单载波频域均衡(SC-FDE)算法相比,该算法不需要在数据传输的结构中插入循环前缀(CP),提高频谱利用率,能够直接应用于现有单载波通信系统。     

并行级联频域判决反馈(DFE)均衡策略及不匹配译码

该文提出了一种使用并行级联的turbo类型判决反馈均衡器(DFE)结构,用于抑制线性码间干扰。基于该结构又提出了一种低复杂度的基于频域迭代块判决反馈检测(Turbo Block DFE, TBDFE)算法。该并行策略比传统的块迭代判决反馈均衡算法(Iterative Block DFE, IBDFE)有更大的性能增益,且在信道估计存在相同的一定误差时,该结构与IBDFE的性能增益比没有估计误差时更大。该文还研究了SNR估计误差对TBDFE算法与传统IBDFE算法的影响,结果表明二者对SNR的过估计比欠估计均为敏感。     

面向ASIC设计的单载波超宽带信道均衡研究

单载波超宽带通信系统的均衡在芯片实现中面临高吞吐率、高性能和低复杂度三方面问题。该文首先比较了最大似然均衡（MLSE）、线性均衡（LE）、判决反馈均衡（DFE）及单载波频域均衡（SC-FDE）在性能、复杂度及高速化实现上的优缺点,并综合考虑SC-UWB系统这一特殊的应用场景最终选择了DFE。然后针对DFE算法中的三个关键参数——前馈阶数Nf,反馈阶数Nb及判决延迟D,提出了一种实际系统中有效且实用的参数优化设计策略,最后仿真证明了优化策略的实用性和有效性。     

基于LDPC码的单载波频域均衡系统

该文设计了一种联合判决-反馈均衡的单载波频域均衡(SC-FDE)系统,该系统用固定波形的短pn序列取代常规SC-FDE系统中的循环前缀(CP),并以多个短pn序列组成的长PN序列作信道训练从而解决快变信道的初始估计和跟踪问题。针对该系统,一种在时域内对接收的多个训练序列进行平均,然后提出了在频域对信道信息进行估计的信道训练算法,该算法与传统SC-FDE系统相比,其计算复杂度较低。另外,提出了一种增加纵向校验的LDPC码用于该系统中降低信噪比门限,提高系统的整体性能。仿真结果表明在多径衰落信道中,此系统可获得较为理想的结果。