基于导频的OFDM系统中改进频偏跟踪算法

在OFDM系统中,如果考虑变化较快的信道,那么距离较远的符号受到信道干扰情况是不一样的。文章提出了一种基于导频的OFDM系统中在时变多径信道下改进的频偏跟踪算法。这种算法利用在信道估计时插入的导频进行频偏估计,在对频域内利用导频结合判决反馈的方法进行分析的基础上,提出了改进的最大似然估计算法。仿真结果表明,在时变多径信道下,改进算法在计算复杂度不高的情况下,能得到更好的跟踪性能。     

基于分块导频的SC-FDE信道估计算法改进

随着计算机科学技术的不断发展,分块导频的SC-FDE信道估计算法受到了越来越多的重视。信道估计与频域均衡是单载波频域均衡(SC-FDF)系统的两大关键技术。其中,信道均衡是通过对估计出的信道衰减特征进行补偿,从而减小信号在传输过程中所受外界的影响,信道估计与频域均衡性能的好坏共同决定系统最后均衡的效果。因此,研究基于分块导频的SC-FDE信道估计算法改进具有非常重大的意义。本文介绍了SC-FDE系统和SC-FDE系统模型,阐述了信道估计和理论分析,并且进行了理论分析和信道与噪声方差估计,最后分析了系统仿真结果。     

降低OFDM系统峰均比的SI-PTS算法

针对正交频分复用系统的高峰均功率比问题,在传统子块交织和部分传输序列(partial transmit sequence,PTS)算法的改进基础上提出了联合SI-PTS算法。算法中提出了1个新的子块交织方案,其中的每个子块相互交织。另外,还提出了1个新的相位因子优化方案,方案中的相位因子只有两相序列,迭代次数等于子数据块的数目,极大地降低了计算复杂度。所提算法基于传统PTS算法,利用新的优化方案优化部分传输序列,并结合新的子块交织技术,打乱原正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号序列,以降低其相关性,并进而降低OFDM系统的PAPR值。仿真结果表明,SI-PTS算法与传统PTS、SLM算法相比,能有效地改善OFDM系统的PAPR性能,并在保持系统误码率性能的前提下,有效地降低计算复杂度;SI-PTS算法对PAPR的抑制能力随着子载波数目的增加而下降,随着分组数的增加而提高。     

基于GSO-SFLA算法的多中继OFDM子载波分配

为研究多中继协作正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统子载波分配,提出了萤火虫算法与混合蛙跳算法相结合的联合优化算法(GSO-SFLA)来搜索最优子载波对。在总功率约束条件下,以最大化信息传输速率为优化目标,提出了子载波分配模型,给出了基于GSO-SFLA算法的子载波分配步骤,并仿真验证了所提出的子载波分配方案。仿真结果表明,与固定子载波算法和传统的萤火虫算法相比,所提出的基于GSO-SFLA子载波分配方案能获得较大的信息传输速率。     

基于交叉熵的NC-OFDM系统最优导频序列设计算法

针对NC-OFDM(non-contiguous orthogonal frequency)系统子载波非连续且动态变化导致传统等间隔分布的导频序列设计算法计算复杂度高、频谱利用率低和处理时延大等问题,提出了基于交叉熵的最优导频序列位置优化设计算法。算法以最小化系统均方误差为准则,采用交叉熵算法在所有可用子载波中求解目标函数的最优解,有效解决了传统穷举搜索算法计算复杂度高的问题。与传统算法相比,所提算法保证了信道估计精度,降低了系统均方误差和误码率,从整体上提高了系统性能。     

一种新的MIMO-OFDM信道估计的低复杂度设计方法

针对多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统信道估计导频损耗和算法复杂度问题,提出了一种低复杂度的MIMO-LS算法设计方案,它要求每根发射天线中的导频序列为等间隔排列,而不同天线间的导频序列相互相移正交。当在OFDM导频符号中选取一个合适的导频间隔时,对比传统的最优导频设计方法,提出的MIMO-LS算法在基于最小均方误差-峰值平均功率比(MSE-PAPR)双准则的前提下,最大程度降低导频损耗和算法复杂度。计算机仿真验证了此算法的有效性。     

相关时延及频谱不对称对声学多普勒测速偏差影响

研究了复协方差频移估计测速下相关时延及接收信号频谱幅值不对称对声学多普勒测速偏差的影响。不考虑测速公式简化误差,复协方差频移估计测速偏差可以简化为多普勒频移测量偏差。经推导,不考虑发射信号波束开角的窄带测频无偏、宽带测频有偏;考虑波束开角的窄带测频和宽带测频均有偏。相关时延不准确且频谱不对称是该偏差的重要来源。仿真分析表明,点回波模型下,消除时延不准确或频谱不对称影响,测频偏差可趋于0。基于上述发现,建立底跟踪多普勒测速声呐的相位、幅度双重加权的椭圆网格测频模型;给出相同脉冲长度下窄带与宽带测频偏差存在差异的理论解释。利用所建宽带测频模型仿真出真实频移与估计频偏的拟合曲线,进而对实际数据进行修正,水槽实验场景速度测量相对偏差从1.14%降至0.78%,最大绝对值从2.83%降至1.83%;海试场景速度测量相对偏差从4.79%降至3.82%。     

SAR成像中电离层的影响估计及其补偿

针对星载SAR对地面场景观测及地基ISAR对空间目标观测时,雷达电磁波穿透电离层受到电离层影响的问题,依据Chapman电离层模型得到电离层在雷达回波中的附加相位,给出从回波数据中提取电离层参数积分电子总量(total electron content,TEC)的方法。然后提出了2种基于雷达回波数据的估计及补偿回波信号中电离层影响的算法,即电离层TEC频域估计及影响补偿方法,以及1种利用最小熵方法对电离层参数TEC进行精估计的方法。其中频域的补偿方法通过平移相关法对回波相位进行估计,根据估计值补偿掉主要的电离层带来的超前相位,进而对补偿后的数据进行常规SAR成像处理,可以得到良好的聚焦结果;最小熵估计法对距离频域二次项的系数进行精估计,修正由频域估计得到的超前相位,得到了更好的补偿效果。为解决SAR成像中电离层对成像带来的影响提供了有效的校正方法。     

联合重叠压缩感知法消除水声通信系统限幅噪声

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信系统的高峰值平均功率比(Peakto-Average Ratio,PAPR)问题,在发射端采用了压扩变换法和限幅法联合的方法降低PAPR。由于限幅法会产生带内干扰和带外噪声,降低通信系统的误码性能,因此利用限幅噪声的稀疏性,在接收端采用压缩感知(Compressed Sensing,CS)法对限幅噪声进行估计和恢复。限幅噪声的估计受信道估计准确性的影响,为提高限幅噪声估计的准确度,提出了重叠压缩感知算法,在恢复限幅噪声的过程中利用了压缩感知信道估计法估计所得的信道信息和发射数据对限幅噪声进行估计,有效降低了限幅法对系统误码性能的影响。仿真和水池实验验证了该算法的有效性。     

软件接收机中时钟偏差的影响与修正

软件接收机用于高精度的定位研究较少,而时钟的偏差对于载波相位观测值的输出有着明显的效果,使得伪距观测值和载波相位观测值不一致。针对这一现象分析了载波相位观测值的输出原理以及由晶振偏差引起的多普勒频移偏差和载波相位观测值偏差,并对之进行了补偿和修正。最后通过实验证明该修正维持了伪距观测值和载波相位观测值的一致性,并改善了相对定位的精度。