一种改进LS信道估计算法在稀疏多径水声信道中的应用

为了消除水声正交频分复用调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中噪声对稀疏多径信道估计的影响,提出了一种改进的最小二乘(Least-Square,LS)信道估计算法。该方法在传统基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)插值的信道估计结构上进行了改进,得到了基于阈值探测的DFT插值信道估计方法,该方法将小于阈值的时域信道响应置零,探测最有效信道抽头,有效消除噪声干扰的影响。仿真结果验证了DFT插值在稀疏多径水声信道估计中的实用性;得到了当循环前缀长度与信道长度越接近时信道估计性能(Bit Error Rate,BER)越好的结论;确定了在两种调制方式下算法的阈值系数范围;且该新算法与已有算法所需的信噪比可低约2 d B,解决了用循环前缀长度来近似信道真实长度的实际问题。     

基于压缩感知的多中继协作通信系统稀疏信道估计算法研究

提出了一种基于压缩感知理论的多中继协作通信系统稀疏信道估计方法.采用正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit,OMP）压缩感知算法,对时域信道脉冲响应进行估计.对多中继协作通信系统进行稀疏建模;结合压缩感知理论构建观测矩阵,并给出卷积信道的稀疏表示;利用压缩信道感知算法重建了系统的卷积复合信道.仿真结果表明,与传统的最小二乘法（Least Square,LS）相比,采用压缩感知理论的信道估计算法,能利用较少的导频信号获得很好的信道估计性能,提高了频谱利用率.     

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...     

OFDM水声通信系统的LS-OMP信道估计

对于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信系统,最小二乘(Least Squares,LS)信道估计方法受噪声影响较大,并且使用的导频数量较多,影响通信效率。而基于压缩感知理论的正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)信道估计方法可以充分利用水声信道的稀疏特性,同时能够有效地抑制系统噪声,但控制迭代运算次数的相关参数(稀疏度或误差容忍值)是OMP算法的关键条件。针对上述问题,提出了利用少量导频随机分布的LS和OMP联合的信道估计方法,该方法首先利用少量导频采用LS方法估计出OMP算法的误差容忍值,再利用OMP算法恢复数据子载波的信道信息。理论分析和仿真结果同时表明,与传统的LS算法或OMP算法相比,新算法能够在数据恢复的同时有效抑制系统噪声,应用稀疏特性及较少量的导频,进一步提高了系统的频谱效率,对时变稀疏水声信道具有更好的适应性。     

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。     

基于差分进化的时变信道最大似然估计算法

研究了隧道环境下的通信信道估计。针对隧道环境的地铁列车与轨旁设备之间无线通信中无线传输信道快速变化的特点,提出了一种采用元胞差分进化(DE)方法实时获取时变信道的有效信道长度的新型最大似然(ML)信道估计算法——DE-ML算法。仿真结果表明该算法在使用较少导频信息的情况下,通过差分进化方法有效估计跟踪有效信道长度,其估计性能优于最小二乘(LS)、线性最小均方误差(LMMSE)、传统ML等经典信道估计算法。该算法能在提高系统传输效率的同时显著提高算法的估计精度,尤其在高速移动情况下也具有了非常良好的性能。     

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.     

基于导频时分复用的多中继协同通信系统频域信道估计算法

针对频率选择性衰落环境下结合正交频分复用技术的放大转发多中继协同通信系统,提出了基于导频时分复用的频域信道估计算法,包括最小二乘(LS)估计算法和低阶近似的线性最小均方误差(Lr-LMMSE)估计算法.理论分析和仿真结果表明,该算法不仅能成功分辨多中继协同通信系统的所有频域信道衰落系数,避免各中继节点转发的导频符号在目...     

适用于OFDM系统的改进的信道估计算法

针对实际系统中的信道冲激响应(CIR)泄漏问题,提出了一种适用于梳状导频正交频分复用(OFDM)系统的改进的最小二乘(LS)信道估计算法.该算法基于分数抽头延时信道近似(FTCA)的参数化信道模型,此信道模型采用一个抽头间隔为分数倍采样间隔的抽头延时线结构的有限冲激响应(FIR)滤波器表示.此算法首先通过FTCA信道模型来近似实际信道,然后再估计该信道模型中的某些参数来获取实际的信道信息;该算法利用了FTCA信道模型中所有的延时抽头,从而很好地抑制了CIR泄漏.仿真与分析表明,FTCA信道模型能够有效地近似实际信道,同时降低信道自相关矩阵的维数,从而提高信道估计的性能.     

基于改进无迹卡尔曼滤波器的锂电池荷电状态估计

针对无迹卡尔曼滤波算法(UKF)估算锂电池荷电状态(SOC)存在的精度低、稳定性差的问题,在二阶模型的基础上,提出一种基于奇异值分解(SVD)的改进无迹卡尔曼滤波算法。建立锂电池的数学模型,通过带遗忘因子的最小二乘法(FFRLS)得到电池模型参数,将辨识出的模型参数实时导入改进UKF算法中,估计锂电池的荷电状态,并与UKF进行比较。在DST工况下,通过仿真实验可知,与UKF相比,SVD-UKF算法的AAE降低3.29%,RMSE降低3.78%。实验结果表明,改进算法的SOC估算精度和自适应性能更高。     

Efficient DFT-based channel estimation for OFDM systems on multipath channels

An improved discrete Fourier transform (DFT)-based channel estimation for orthogonal frequency division multiplexing systems is proposed. Conventional DFT-based channel estimations improve the performance by suppressing time domain noise. However, they potentially require information on channel impulse responses and may also result in mean-square error (MSE) floor due to incorrect channel information such as channel delay spread. In contrast, our purposed channel estimation can improve the performance by deciding significant channel taps adaptively without requiring any channel statistical information. Significant channel taps are detected on the basis of a predetermined threshold. The optimal threshold to reduce the MSE of the estimation is also derived, and it is confirmed by computer simulation. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm can improve the MSE performance ~6.5 dB compared with the conventional DFT-based estimation, and the MSE floor is not observed in any channels.     

VMIMO-OFDM系统精频偏估计算法的研究

在对多种可应用于VMIMO-OFDM系统的频偏估计方法的性能和效率进行分析的基础上,针对基于VMIMO-OFDM的无线传感器网络中的精频偏估计问题,提出了一种在频域进行频偏估计的算法.同时,针对基于VMIMO-OFDM的无线传感器网络应用于瑞利衰落严重的环境时不同的导频子载波上频偏估计的误差差异较大的问题,提出了一种基于信道统计信息(CSI)加权的精频偏估计算法,该方法对各个子载波上的频偏估计结果进行加权平均,可使估计误差最小化.理论分析和仿真结果均表明,新提出的算法在高斯信道和多径信道中均有更优的性能.     

基于深度神经网络的水声FBMC通信信号检测方法

针对传统水声滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)通信接收端需经过信道估计和均衡才可恢复出发送符号,系统复杂度高且信道估计精度不佳等问题.文章将深度神经网络融入到水声多载波通信当中,提出一种基于深度神经网络的水声FBMC信号检测方法.在训练阶段通过大量的数据迭代、调试超参数和优化...     

IEEE802.16e系统信道估计算法研究

针对IEEE802.16e系统下行链路的导频分配模式,提出了一种适用于IEEE802.16e系统下行链路的信道估计方法。该方法采用两个一维信道估计器的级联。首先在时域进行滤波,根据最近原则将前一个符号导频处的信道响应作为下一个符号相同位置子载波处的信道响应,从而得到梳状导频结构;其次在频域进行滤波,采用最大似然算法估计出所有子载波上的信道响应。车速60km/h和车速120km/h信道下的仿真结果表明,采用该信道估计方法可降低系统的误码率,提高高速移动环境下系统的性能。     

大气光通信中Turbo码的最大后验概率译码

为了精确实现对空间物体的测量,提出了利用线激光、单CCD相机、小孔成像与激光面约束模型的激光线测量法。引进三维信息已知的标准阶梯块作为激光面约束的标定块;由计算机控制摄像头对实物连续拍摄和实时处理,提取激光线上的像素坐标;利用建立的模型将二维坐标转换成三维坐标,再以点云的形式重构出物体,实现三维自动测量。实践中检测系统测量精度可达到0.05mm。     

Decision-directed channel estimation based on iterative linear minimum mean square error for orthogonal frequency division multiplexing systems

A decision-directed (DD) channel estimation based on iterative linear minimum mean square error (LMMSE) is proposed for orthogonal frequency division multiplexing systems. Existing DD channel estimation is well known to have the problem of error propagation because of symbol-by-symbol detection. The proposed algorithm can estimate the correction term of current channel state information (CSI) according to the error vector of previous CSI by applying the orthogonality principle, and corrects the current CSI with this correction term. Analysis and simulation results have shown that this method has no error propagation problem. The performance of the proposed algorithm is much better than the conventional DD channel estimation, and close to the optimal LMMSE estimator, but with much less computational complexity compared with the optimal LMMSE estimator.     

OFDM系统符号定时精同步研究

基于时域的帧同步估计算法在通过高斯信道和多径衰落信道时,其时间测度由于循环前缀的影响有峰值平台,难于准确的判定帧到达的时刻。文中提出了一种低复杂度的符号定时估计算法,利用简化的时间测度函数检测峰值来实现同步。分析了该算法的性能,并在各种信道中进行了性能分析,给出了了仿真结果。结果表明,该算法具有较高的精度和较低的计算复杂度。     

一种信道估计动态更新的逐幸存路径处理算法

水声信道复杂的时变特性会影响水声通信系统的性能,在设计时需要进行特殊考虑。利用逐幸存路径处理算法在无需插入训练序列的情况下即可同时进行信道估计和数据检测的特点,提出了一种信道估计动态更新的算法。该算法通过比较当前时刻各条幸存路径的分支量度来判断信道变化的情况,从而决定信道估计更新的时刻,达到动态更新信道估计的目的。仿真结果表明,所提出的基于信道估计动态更新的逐幸存路径处理算法能有效地跟踪信道变化的情况,在时变信道中使用能获得较好的性能。     

Effect of error in channel state information on the channel capacity with QAM signalling and the design of robust signal constellations

The effects of channel estimation errors on the channel capacity of a discrete time, discrete input, infinite output Rayleigh fading channel are investigated. The case of conventional modulation methods such as phase shift keying (PSK) and quatrature amplitude modulation (QAM) is investigated at first where it was observed that the capacity degrades rapidly with increasing channel estimation errors. The effect of error in the channel estimation is similar to the effect of higher noise in the channel that depends on the transmitted signal. A genetic algorithm is used to optimise the signal constellation in order to maximise the capacity for a given finite number of signal points. The aim of trying to maximise the capacity is to estimate the remaining gap in performance between a traditional modulation scheme such as QAM and the best possible constellation that is optimised for the channel. The constellations obtained from the genetic algorithm are, in general, not directly implementable. A method to design practical robust signal constellations that overcome the effect of channel state information (CSI) error is presented. The robust signal constellations obtained show a performance that is very close to the optimal constellations. In this work, the probability distribution of the error in CSI is assumed to be known.