基于OFDM信号的自适应水声信道估计算法

建立适用于OFDM水声通信信号的信道估计模型, 对MP算法进行改进, 引入路径门限调整机制克服虚假路径造成的不良影响, 通过重要路径权系数的迭代修正降低非正交性引入的估计误差, 以较小计算量取得了与OMP算法相当的估计精度; 针对传统信道估计算法对信道长度信息的依赖问题, 提出了一种信道长度自适应信道估计算法, 该算法能够对信道估计质量进行实时评价, 并根据评价结果实现信道估计算法预估信道长度的自适应调整, 满足未知水声信道精确估计及通信应用的需要; 基于OFDM导频元素个数与信道估计效果的关系研究, 提出了OFDM导频序列自调整的通信方案, 以较小的带宽损失保证了可靠的水声通信. 通过仿真和实地试验, 验证了该文研究内容的有效性.     

OFDM系统中一种改进的基于循环前缀的同步迭代算法

在考虑了多径衰落信道的影响下改进了基于循环前缀的最大似然(ML)同步迭代算法,利用多个OFDM符号中相同位置的抽样点相加对参与相关计算的抽样点进行了修正,使抽样点的幅度变化降低,从而提高了同步迭代算法的精度。同时弥补了原ML迭代算法只在高斯白噪声信道背景下才能得到准确的定时和频率偏差估计的不足,实现了多径衰落信道下的同步估计。分别在高斯白噪声信道下和多径衰落信道下进行了仿真实验,结果表明:改进迭代算法在任一信道下都具有较好的同步性能。     

OFDM中符号串扰和子载波串扰的分析和均衡

正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,简称 OFDM)是一种有效的高速率传输技术 ,在信道时延扩展小于其循环前缀时 ,能有效克服多径信道的影响。但是 ,信道时延扩展大于循环前缀时 ,导致 OFDM符号串扰 (Intersym bol Interference简称 ISI)和子载波串扰 (InterchannelInterence简称 ICI) ,恶化 OFDM系统性能。经详细分析了 ISI和 ICI的影响后 ,采用时频域均衡的方法来改善它们的影响     

Efficient QOTDM transmission method for the satellite channel

An efficient Quasi-orthogonal time division multiplexing (QOTDM) transmission is proposed for the satellite mobile channels. High order modulation is used in this method to resist the nonlinear mobile satellite channel. The spectral gap of sample points is eliminated by multiple rate conversion at the transmitter in order to improve the spectral efficiency. At the receiver, cyclic is constructed by channel information and local PN sequence, and a frequency domain equalization algorithm based on the block is presented. Theoretical analysis shows that this frequency domain equalization method can use the energy of the multipath to suppress the noise and the interference between the forward and backward sample points can be eliminated in the meantime. Compared with the traditional frequency domain equalization based on the cyclic prefix, the spectral utilization and data transmission efficiency are improved. It is shown by the Monte Carlo simulation that the signal-to-noise ratio of 5dB or so for the SER of 10^-3 can be achieved by the scheme proposed compared with the OFDM in the time-varying Rician channels.     

用于水声相干通信系统的联合迭代均衡和译码算法

采用串行级联网格编码调制(SCTCM)技术,高效利用带宽受限的水声信道带宽.同时,为了克服水声信道时变多途衰落,消除码间干扰,运用Turbo迭代原理构建多通道自适应均衡器和SCTCM译码器联合迭代算法.在联合迭代均衡和译码(JIED)算法中,均衡器和译码器通过迭代的方式,交换数据符号的软信息来改善均衡器的性能,从而实现高速、可靠的数据传输.计算机仿真结果表明,使用上述体制的水声通信系统,在高效利用水声信道带宽的同时,利用译码器提供的译码增益,提高了均衡器的数据处理能力,通信系统接收数据的误码率降低了两个数量级.     

OFDM系统在多径环境下的定时同步算法

在无线信道中,由于多径的存在,影响了OFDM系统中定时的准确性,就此提出了一种新的基于循环前缀的符号定时同步算法及其改进算法,利用独立的相关块之间值的差异性给出定时同步位置,同时可估计出多径时延及循环前缀的长度．在给出其推导过程的基础上给出了仿真结果,并与现有的一些算法进行了比较,结果表明新算法估计精度较高且易于实现．     

多径衰落信道下OFDM信号盲识别

针对多径衰落信道下正交频分复用(OFDM)信号调制识别难题,提出一种基于循环自相关的OFDM信号调制识别算法.通过对多径衰落信道下具有循环前缀的OFDM信号循环自相关特性的数学推导,验证了在一定延时处,OFDM信号的循环自相关会出现峰值,而单载波信号无此峰值,据此特性可以实现多径衰落信道下OFDM信号和单载波信号的调制识别.该算法消除了如符号时间估计、载波估计、波形恢复、信噪比估计等预处理过程,计算复杂度低,识别率较高.理论分析及仿真结果均验证了该算法的正确性和有效性.     

一种改进的水声信道载波恢复盲均衡算法

针对超指数迭代判决反馈盲均衡算法在水声通信系统中表现出收敛性差的问题,提出了一种带二阶锁相环的改进超指数迭代判决反馈盲均衡算法．该算法基于对修正超指数迭代算法误差函数的分析,提出了一种新的、能够快速收敛的误差函数,并有效提高了载波恢复能力; 在判决反馈均衡器中引入二阶数字锁相环,实现对相位旋转的跟踪和补偿,从而实现对原始发射信号的正确恢复．在两种水声信道条件下,采用两种调制信号分别对算法的收敛性能和载波恢复性能进行了计算机仿真,结果表明: 在混合相位信道环境中,新算法相比超指数迭代判决反馈算法在均方误差、收敛速度上得到很大改善; 在具有相位旋转的信道环境中,新算法实现了对相位旋转的有效补偿,改善了载波恢复性能．     

一种基于MIMO-OFDM系统快速收敛盲信道估计方法

针对基于循环前缀（cyclic prefix,CP）的MIMO-OFDM系统,提出一种快速收敛的子空间盲信道估计方法.该方法利用循环前缀特性对信道矩阵进行重构,重构矩阵具有和Toeplitz矩阵相似的结构,利用此特殊结构结合传统子空间算法可以有效地减少算法所需数据量,进而提高了算法的收敛速度.另外,文中给出了信道盲辨识条件并进行了相应说明.仿真结果表明所提算法有效,适当选取参数可以大大提高算法收敛速度.     

水声信道有效声速估计方法及空间特征分析

为准确快速获取水声信道有效声速以提高水声测距及定位精度,提出了一种分层海洋介质中空间有效声速的快速估计方法.该方法考虑了信道多途的影响,对浅海信道和深海信道中有效声速的计算均适用,尤其对于有效声速随空间变化复杂的浅海信道.该方法不需对空间各点声场进行计算,大大减小了计算量,易于实际工程应用.通过仿真和海试数据分析,得到了各环境要素对有效声速估计的影响规律及浅海信道有效声速空间变化的基本特征,验证了有效声速估计方法的有效性.     

一种改进的LMS自适应低压电力线通信信道估计方法

在分析了低压电力线信道特性的基础上,对OFDM低压电力线通信中的LMS自适应信道估计算法进行了研究。基于低压电力线的多径传输特性和慢时变特性,提出了一种改进算法,该算法利用低压电力线的多径传输特性实现了对LMS算法更新步长的调整。在OFDM低压电力线通信信道下对该算法进行仿真,结果表明该算法对低压电力线信道具有更好的估计性能。     

基于正交小波变换的并行软判决盲均衡算法

针对常数模算法收敛速度慢的缺点,在分析基于正交小波变换盲均衡器结构和并行软判决盲均衡算法的基础上,提出一种基于正交小波变换的并行软判决盲均衡算法.该算法将正交小波变换引入到并行软判决算法中,利用正交小波变换对信号很强的去相关能力,降低信号的自相关性,以加快算法的收敛速度.水声信道仿真结果表明,与并行的软判决盲均衡算法相比,所提出的基于正交小波变换的并行软判决盲均衡算法具有更快的收敛速度.     

一种改进的递归神经网络盲均衡算法

提出了一种新的基于递归神经网络的快速收敛盲均衡算法。设计中采用观测信号的四阶统计量构造代价函数,简化了系统的复杂度;利用实时递归学习算法对系统参数进行动态调节。该算法具有镇定性,其收敛性能不会受到失真信道的影响,适用于均衡衰落性严重的信道。实验仿真结果表明对具有频率选择性衰落的非线性信道,该算法在收敛速度和对抗码间串扰方面都具有良好的性能。     

采用循环前缀的OFDM信道盲估计算法

在无线OFDM通信系统中,信道参数估计一直备受关注。该文基于最大似然估计原理,提出了一种改进的盲信道估计算法,利用并根据循环前缀的周期平稳性来进行信道盲估计。该算法是在接收端DFT之前进行信道估计和均衡。研究和仿真表明,该算法不仅显著地减少了运算的复杂度,而且使系统性能也得到了一定程度的改善。     

Blind equalization method for OFDM systems in non-cooperative communication

The traditional methods of blind equalization for orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) systems have the problems of slow convergence rate and short received data. A novel blind equalization method of OFDM systems based on the multi-modulus hybrid algorithm and variable step size iteration of inter symbol interference is proposed to solve this problem. Piecewise multiplexing of the received data is adopted in this method, and then the modified constant modulus algorithm and the decision directed algorithm are mixed into the multi-modulus hybrid algorithm. This equalization method is utilized by the variable step size iteration based on inter symbol interference. Simulation results show that the proposed method has not only more stable convergence performance but also faster convergence speed than the traditional equalization methods in non-cooperative communication.     

单矢量水听器OFDM水声通信技术实验

针对水声通信中信道特性复杂、低信噪比的情况,为提高水声通信质量,在理论研究OFDM与矢量信号处理技术基础上,提出并设计了一套基于DSP平台和三维同振型矢量水听器的矢量OFDM实时水声通信调制解调器.在哈尔滨市松花江水域中进行了水平方向上矢量水声通信实验.实验结果表明,系统达到实时通信的要求,在4.3 km的水平通信距离上、QPSK调制、1/2卷积码编码、通信频带4～8 kHz的条件下,通信速率达到1 873 bit/s,最终误码率低于10-4,矢量OFDM比标量OFDM水声通信误码率有明显改善.     

压缩传感及其在稀疏信道估计中的应用

压缩传感是一种全新的数据采集、处理方式,它能够从极少数的观测样本中准确的恢复出原始数据.这个特点使其能够很好的应用在具有稀疏特性的通信环境下.对压缩传感及其在稀疏信道估计中的应用进行研究,总结了应用压缩传感进行信号采集、处理的一般方法.在系统阐述压缩传感理论之后,以具有稀疏性的超宽带通信信道和OFDM水声通信信道为例,...     

基于接收信号重构的OFDM系统盲信道估计

对OFDM系统的盲信道估计问题进行了研究,提出基于接收信号重构的子空间算法.该算法利用OFDM循环前缀（CP）重构接收信号,将传输方程中的信道矩阵变换为块Toeplitz高矩阵,然后利用重构接收信号噪声子空间与信号子空间的正交性,获取信道估计特征方程.为消除虚拟子载波对算法的影响,引入等效发射信号的SVD分解.通过将重构前的信号进行虚拟子载波归零处理进一步提升了算法的性能.仿真结果表明,所提算法相比于已有算法具有较高的估计精度和较快的收敛速度.     

Adaptive Bit Loading Scheme with Semi-Blind Channel Estimation for OFDMSystems

Orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) has recently been used widely in widebandwireless communication systems due to its high datarate transmission capability with high bandwidth effi-ciency and its robustness to multi-path delay spread.It has been used in wireless local area network( WLAN) standards such as IEEE802 .11a andHIPERLAN/2[1].The OFDMsystems solvedthe se-vere inter-symbol and inter-carrier interference(ISI)in multi-path fading channel by introducing cyclicprefi…     

水声单载波分块传输中基于压缩感知的稀疏信道估计方法

为利用水声信道的稀疏特性,提高循环前缀单载波分块传输系统的信道估计精度和误比特率性能,提出一种新的基于压缩感知的稀疏信道估计方法.新方法利用任意具有单位能量的导频构造满足约束等距条件的频域测量矩阵,通过Dantzig selector算法重构稀疏水声信道冲激响应.基于实测湖试信道模型的仿真结果表明,在相同训练序列长度条件下,利用频域最小均方误差检测方法,新的压缩感知信道估计方法较传统最小二乘信道估计方法有近5 dB的性能增益.