OFDM系统的一种精确的符号定时估计——纪念汪德昭院士诞辰100周年

作为一种高效的数据传输技术,正交频分复用(OFDM)技术具有良好的抗衰落能力,实现数据的高速传输。但是OFDM对同步误差特别是符号同步误差十分敏感。本文提出了一种低复杂度的符号定时估计,利用一个训练帧来实现同步。文中分析了该算法的性能,并在噪声信道中进行了性能分析,给出的仿真结果表明,该算法具有较高的精度和较低的计算复杂度。     

OFDM突发系统的一种频率同步估计

作为一种高效的数据传输技术——正交频分复用(OFDM)技术,具有良好的抗衰落能力,实现数据的高速传输。但是OFDM对同步误差十分敏感,特别是对于频率同步误差。文中提出了一种低复杂度的同步估计,来实现载波频率捕获和跟踪。分析了该算法的性能,并在信道中进行了性能分析,给出了仿真结果。结果表明,该算法具有较高的精度和较低的计算复杂度。     

一种基于差错估计的H.264视频容错算法

针对最新的视频编码标准H．264,设计了一种基于差错估计的容错算法。该算法结合信道条件,估计差错在视频编码帧之间的扩散;根据每个宏块差错的程度,自适应地判断是否对该宏块进行帧内编码,从而抑制差错的积累。在存在反向信道的环境中,该算法可以利用解码器反馈的实际宏块错误信息,跟踪差错扩散,对其进行更准确的估计,以提高容错性能。仿真表明,在各种信道条件下,该算法相对于随机帧内宏块更新算法．重建图像平均峰值信噪比有1．3～2．5dB的提高。同时,该算法对信道估计的要求不高,运算量和存储量的增加较低,具有实用性。     

基于无迹卡尔曼滤波的MIMO-OFDM系统信道估计算法

基于对现有MIMO-OFDM系统信道估计技术及其理论的分析,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波（UKF）的信道估计算法。该算法不需要信道的任何先验统计信息,从频域出发,首先利用最小二乘（LS）算法得到导频处信道的粗略估计值,再在时域运用路径捕获法和UKF算法得到信道的精确估计值。仿真结果表明,与LS算法、最小均方（LMS）算法等相比,该算法在较低运算复杂度下可以获得信道估计性能的明显改善。     

图样调制跳频系统的帧同步算法与性能分析

为提高跳频通信的抗干扰性能,设计一种新的短波跳频通信技术——图样调制跳频(pattern modulation frequency hopping,PMFH)系统。该系统将跳点分组,以载波发射的相对位置代表信息比特。通过增加调制域的冗余度和基带信号能量,以频带和功率资源换取信噪比,同时保护了跳频序列。为克服跳同步后静默时间对信号帧同步的影响,设计同步字检测方案和多图样匹配方案。结果证明:多图样匹配方案的性能较好,在信噪比大于0dB时,7位Gold图样的帧同步概率不小于80%,31位Gold图样的帧同步概率不小于95%,图样调制跳频技术使跳频通信在恶劣信道中的可靠性显著提高。     

A joint iterative channel estimation and symbol detection algorithm for OFDM systems over time-varying channels

针对正交频分复用(OFDM)系统中由于信道快时变导致的子载波间干扰(ICI),基于基扩展模型,提出了一种时变信道下OFDM系统联合迭代信道估计与符号检测算法.该算法将基于基扩展模型的最小均方误差信道估计算法与一种类似于串行干扰抵消的符号检测方式相结合,并利用插值和滤波过程进一步消除噪声影响,进而通过联合迭代获得较为精确的符号检测结果.同时,利用带状矩阵近似降低算法的计算复杂度,在复杂度与算法性能之间取得比较好的折中.理论分析和仿真结果表明,在快时变信道条件下,这种新的联合迭代信道估计与符号检测算法可有效地提高系统性能.     

用于电话语音识别系统的置信度估计方法的研究

提出了一种用于电话语音识别系统的置信度快速估计算法,此算法是在语音识别器帧同步束搜索的过程中基于状态图的同步估计算法,使用同识别器解码相同的声学模型进行置信度估计,此算法取得了比传统的两遍解码估计置信度算法更好的性能,而且计算复杂度较低,运行速度快,解决了计算置信度时使用模型的区分度与计算速度之间的矛盾。     

单载波频域判决反馈均衡水声通信技术研究

水声信道中多途干扰严重,由多途效应引起的码间干扰是影响水声通信系统的关键性因素。单载波频域均衡(Single-Carrier Frequency Domain Equalization,SC-FDE)技术基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术提出,能有效对抗水声信道中的多途干扰,同时能避免OFDM技术峰值平均功率比高的不足。文中先介绍判决反馈均衡算法,并与其他均衡算法的抗多途性能进行比较。然后为提高系统均衡的可靠性和水声信道带宽利用率,对传统数据帧结构进行改进。将独特字(Unique Words,UW)序列均分,提高水声信道估计的精度,进而降低误码率,增加传输的可靠性;增加数据帧中有用信息符号,系统误码性能几乎不变,水声信道频带有效利用率提高。最后开展水池试验,验证了算法的有效性和可靠性。     

删除信道下LDPC码的优化设计算法

本文首先介绍了删除信道,及删除信道下LDPC码的优势,重点讨论了几种优化设计LDPC图的算法。其次,提出了一种限制环长加边算法,该算法比以往的优化算法有更小的复杂度和更好的性能。最后,对算法进行了仿真。     

OFDM水声通信系统动态OMP信道跟踪算法

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)水声通信系统中最小二乘(Least Square,LS)信道估计算法和静态压缩感知信道估计算法分别存在估计精度低、导频开销大和计算复杂度高、实时性差的缺点,利用水声信道冲激响应的时域相关性,通过建立动态稀疏观测模型,提出一种动态正交匹配追踪(Dynamic Orthogonal MatchingPursuit,D-OMP)信道跟踪算法。该算法仅在初始时刻进行一次完整的正交匹配追踪(OrthogonalMatching Pursuit, OMP)信道估计获取信道支撑集,之后通过连续跟踪前一时刻信道支撑集的变化来跟踪信道。仿真结果表明,在导频开销相同的情况下,与传统LS算法、经典OMP算法相比,所提算法具有更好的信道跟踪性能和较低的算法复杂度。     

Joint ML time-frequency synchronisation and channel estimation algorithm for MIMO-OFDM systems

The maximum-likelihood (ML) time-frequency synchronisation algorithm combined with channel estimation for multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) systems in frequency selective fading channels is addressed. In the proposed algorithm, the authors use two steps to maximise an ML metric to obtain first the frequency offset and then timing. A fast Fourier transform algorithm is used to estimate the frequency offset. Using these two estimates, the channel is identified. A simple iterative algorithm is proposed to improve the frequency offset estimation. The performance of the proposed synchronisation approach, in terms of timing failure probability and mean square error of the estimated frequency offset and bit error rate, is compared with others in the literature. Comparison of simulation results with the Cramer-Rao lower bound clearly illustrates the accuracy of the proposed algorithm, which outperforms the state-of-the-art synchroniser devices in the open literature.     

Iterative (turbo) expectation?maximisationbased time and frequency synchronisation for multiple-input multiple-output?orthogonal frequency-division multiplexing systems

An iterative expectation-maximisation time-frequency synchronisation algorithm joint with channel estimation for multiple-input multiple-output-orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems in frequency-selective fading channels is addressed. The receiver iterates between detection and estimation stages. For each iteration, the expectation of ODFM symbols is calculated first by using a posteriori probabilities provided by maximum a posteriori (MAP) decoder, and second, a proposed metric is maximised to obtain both frequency offset and symbol timing. The channel can be identified by means of these estimates. This algorithm can work in transmission mode, and thus, can be used to estimate the residual errors or track the change of the parameters. The performance of the proposed synchronisation approach, in terms of bit-error rate and mean-square error, is shown.     

一种适用于慢衰落信道OFDM系统的信道估计算法

针对慢衰落信道OFDM系统,提出了一种新的低复杂度的且能对抗定时误差的信道估计器.这种信道估计器是基于导频间隔I=2的特殊梳状导频结构设计的.基于工程实现的考虑,采用了最小平方(LS)算法进行导频信道估计,同时利用了线性内插对非导频信道进行估计.分析了定时误差对非导频子载波估计的影响,并提出了一种相当简单但十分有效的修正算法,仿真结果有力的证明了此算法能有效的抵抗定时误差对非导频信道插值估计的影响.     

基于短时傅里叶变换的水声OFDM时间同步方法

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,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。由于多普勒频移和多径时延的存在,需对OFDM信号进行时间同步。同步不准会引起OFDM水声通信中符号间干扰和子载波间干扰,提出了一种基于叠加单频序列的短时傅里叶变换(STFT)时间同步方法,该方案首先提取叠加在OFDM符号上的单频信号,对该信号进行短时傅里叶变换,随后对其时频幅度谱进行分析,利用平坦区域确定同步时刻。仿真和试验结果表明,该方案有效可行。     

正交频分复用连续系统的一种频率同步估计

频率同步是影响正交频分复用系统性能的一个重要的问题。提出了一种利用重复对称序列构成的训练序列进行正交频分复用系统同步的新方法。通过数据相关运算,结合构造训练序列的特点,得出比较准确的频率偏移值。新方法有精度高和估计范围大的优点,同时在高斯信道、噪声信道和多径信道(Raleigh)下的仿真验证了算法的有效性。     

基于稀疏约束的DCD滑动窗RLS水声信道估计算法研究

水声信道具有稀疏性的特点,因此高精度低复杂度的稀疏信道估计算法对水声通信具有重要意义.基于自适应滤波算法的信道估计问题本质上是线性回归模型参数的求解问题,传统的最小二乘(Least Square,LS)、最小均方(Least Mean Square,LMS)及递归最小二乘(Recursive Least Squares...     

Nanoscale communication with molecular arrays in nanonetworks

Molecular communication is a promising nanoscale communication paradigm that enables nanomachines to exchange information by using molecules as communication carrier. Up to now, the molecular communication channel between a transmitter nanomachine (TN) and a receiver nanomachine (RN) has been modeled as either concentration channel or timing channel. However, these channel models necessitate exact time synchronization of the nanomachines and provide a relatively low communication bandwidth. In this paper, the Molecular ARray-based COmmunication (MARCO) scheme is proposed, in which the transmission order of different molecules is used to convey molecular information without any need for time synchronization. The MARCO channel model is first theoretically derived, and the intersymbol interference and error probabilities are obtained. Based on the error probability, achievable communication rates are analytically obtained. Numerical results and performance comparisons reveal that MARCO provides significantly higher communication rate, i.e., on the scale of 100 Kbps, than the previously proposed molecular communication models without any need for synchronization. More specifically, MARCO can provide more than 250 Kbps of molecular communication rate if intersymbol time and internode distance are set to 2 μs and 2 nm, respectively.