OFDM水声通信中基于SPM原理的载波频偏估计

水声通信中由水声信道的时变性或本地振荡器失配所引起的载波频偏(CFO)非常普遍,这使得正交频分复用(OFDM)在高速通信中的应用面临严重挑战.因为CFO破坏了OFDM子载波间的正交性,产生严重的子载波间干扰(ICI),从而使得系统无法工作.针对这一问题,提出了一种基于信号相位匹配(SPM)原理的OFDM载波频偏估计方法...     

突发通信中的频偏估计算法研究

载波同步技术是解调系统的核心与关键技术。文中分析了基于数据辅助的Kay,Fitz,R&L,近似ML频偏估计算法,并对这几种算法进行了仿真。仿真结果表明,Kay算法的鉴频范围大,Fitz算法和L&R算法估计性能好,近似ML算法性能最优但算法相对复杂。     

水声扩频通信中多普勒估计与补偿算法研究

通信系统普遍受多普勒效应影响,因而载波同步成为通信中的一项关键技术。在水声通信中,由于声速有限,信道中的多普勒效应的影响更为明显。该文在一个基于软件无线电机制的水声扩频通信系统中,对水声信道的多普勒效应进行分析和建模,并在此基础上提出了一种有效的水声扩频多普勒估计与补偿算法。仿真实验表明,算法能够在-22 dB的情况下有效地对15 m/s以内产生的多普勒频移进行估计与补偿。算法经过海试测试,在6节速度及加速减速过程中,系统均能够成功地完成载波同步。     

基于检测域的水声OFDM系统多普勒频偏补偿

通信系统发送端和接收端之间的相对运动会使正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系统子载波频率因多普勒效应而发生偏移,进而影响整个OFDM通信系统的性能。针对由通信节点之间相对运动而引起的判决结果模糊问题,提出了基于检测域的频偏估计算法。该方法利用连续波(Continuous Wave, CW)信号,首先在频域估计出多普勒因子进行粗补,而后通过检测域的频偏估计算法进行多次迭代对信号进行细多普勒补偿。仿真结果表明,该方法能够很好地弥补信号中未被完全补偿的多普勒频偏,具有良好的抗多普勒引起的载波间干扰(Inter-Carrier Interference, ICI)能力。最后进行了水池实验,验证了算法的可行性。     

水声通信中脉冲干扰和载波频偏联合估计算法的研究

脉冲噪声和载波频率偏移严重影响正交频分复用(OFDM)水声通信系统性能。本文提出了基于稀疏贝叶斯学习(SBL)理论联合脉冲干扰和载波频偏估计算法。该算法在每次迭代中首先依据所有载波和频域信号的后验分布得到脉冲噪声最小均方误差(MMSE)估计值,然后根据该值估计出相应的载波频偏并对接收信号进行补偿,以降低脉冲噪声和载波频偏之间的相互影响。仿真结果表明,与已有分步估计算法相比较,新方法有效的降低了系统误比特率(BER),且该联合算法在非高斯背景下具有更好的稳定性。      

一种全数字化载波频偏估计器算法

本文提出一种适合ＱＡＭ调制信号的全数字经载波频偏观测器算法,它用于不再采用锁相环同步器的全数字接收机中直接测量频偏的大小,文中提出了频偏观测器算法,接着引入频偏的卡尔曼滤波算法,最终把频偏观测器与卡尔曼滤波器相结合构成了频偏估计器,为存在较大偏的移动通信信道中解决载波同步问题提供了一种实现方案。     

协作OFDM系统中改进的载波频偏估计算法

协作OFDM系统中,由于OFDM技术的引入,使协作通信系统对载波频率偏移非常敏感,很小的频偏就会引起子载波间的干扰.提出了协作OFDM系统中基于前导符号改进的载波频偏估计算法,设计了一种用PN序列调制指数序列得到的前导符号.仿真结果表明,该算法对协作OFDM系统的载波频偏估计性能明显优于传统算法.     

PN序列分布的空子载波OFDM频偏估计算法研究

频偏同步是正交频分复用系统中的一项关键技术。论文提出了一种通过计算PN序列分布的空子载波功率值进行频偏估计的方法,克服了在传统空子载波法中,受信道频域响应的零点影响所导致的频偏估计错误。该方法利用了PN序列良好的相关性,整数倍频偏部分采取子载波位置序列互相关计算,小数倍频偏采用最陡下降法迭代计算。所计算的代价函数不会产生多个最小值,同时不会在全频域内搜索,大幅降低了运算量。仿真实验表明:与基于循环前缀的最大似然估计相比,提高了同步精度和频偏估计范围,验证了所提方法的有效性。     

基于插值的多普勒频偏和频率斜升联合估计算法

为解决卫星移动通信系统中突发传输在低信噪比条件下的载波快速同步问题,该文提出一种基于插值的频偏和频率斜升联合估计算法。先通过对多普勒斜升搜索结合低复杂度频偏估计获得频偏和频率斜升的粗估计结果,再以频率斜升粗估计结果为中心、计算3个频率斜升值所对应的对数似然函数并据此对频率斜升进行二次插值以获得频率斜升估计值,最后在该估计值下计算出对应的频偏估计值,完成频偏和频率斜升的联合估计。仿真结果表明,该文算法的信噪比门限较低,估计性能接近克拉美罗下界(CRLB),而且计算复杂度远低于最大似然估计算法,非常适于实际应用。     

OFDM系统中基于零子载波检测的频偏估计模糊度校正算法

OFDM系统的性能对频率偏移非常敏感。该文针对频偏估计中所产生的模糊度问题提出了一种基于零子载波检测的频偏估计模糊度校正算法。它利用OFDM符号中不传输信息的子载波进行频偏估计模糊度校正。文中分析了定时误差对算法性能的影响并分析比较了算法的复杂度。仿真结果表明,在性能相近的前提下,该文提出的频偏估计模糊度校正算法与传统的算法相比具有运算量小的优点。     

一种改进的OFDM水声通信频偏估计算法

在OFDM水声通信中,由于OFDM系统对频率偏差的敏感性和水声信道的复杂性,载波频偏估计显得尤为重要。本文首先研究了Song和M engali两种频偏估计算法,提出了一种改进的反馈重复频偏估计算法,该算法不仅保持了高精度,增大了估计范围,而且运算复杂度也较小。还在理想条件下对这种改进算法与以上两种算法进行了性能分析比较。此外,还在多径衰落的水声信道下对Song算法和改进方法进行了仿真比较。     

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。     

时域均衡在OFDM水声通信系统中的应用

为了对抗水声信道时延扩展大于循环前缀长度时引起的码间串扰问题,在基本的OFDM水声通信系统接收端进行DFT变换前加入相对较短的时域均衡器来限制信道冲激响应的长度。分析了基于MMSE准则的时域均衡算法的实现过程以及算法的复杂程度,对该算法在水声环境下的性能进行了仿真分析,并比较了影响系统性能的因素。结果表明通过加入时域均衡器能够有效对抗信道严重的时间离散性,改善OFDM水声通信系统在循环前缀不足时的系统性能。     

基于正交频分复用的高速水声通信技术研究

为满足高连水声通信的需要,在对正交频分复用(OFDM)技术的原理进行研究的基础之上,结合水声信道的特性．给出了进行二次频率调制(FM)的OFDM／FM实现方法,并通过仿真得到了谈方法的性能。仿真结果表明,在多途扩展的信道条件下,基于OFDM／FM的水声通信系统仍可获得满意的性能。     

一种改进的水声正交频分复用稀疏信道时延估计算法

水声正交频分复用(OFDM)系统中,采用传统正交匹配追踪(OMP)方法估计离网格(off-grid)时延时,需要很高的过采样因子和高昂的计算开销.针对传统OMP方法估计离网格时延计算复杂度高的问题,该文借鉴多元线性拟合思想引入路径补偿的概念,提出了一种基于路径补偿的改进OMP时延估计算法,用以补偿从离网格路径向其周围网...     

OFDM移动通信系统中的最大多普勒估计

提出了一种基于信道估计自相关函数的多普勒频移估计算法.在OFDM符号数据段前插入正交可变扩频因子(OVSF)序列,求出时域的信道冲激响应,利用信道冲激响应的自相关实现多普勒频移估计.仿真结果表明,该算法可以在较大多普勒频移范围内有效地估计出多普勒频移.     

正交频分复用传输速率最大化自适应水声通信算法研究

该文在对正交频分复用(OFDM)水声通信速率最大化问题建模基础上,对注水算法的运算量进行了合理简化,实现了对子载波初始能量的快速分配。针对固定判决门限离散比特分配算法存在的码元能量严重浪费和速率损失问题,提出了基于贪婪的比特分配方案,以较小的计算量代价实现了OFDM通信速率的显著提高。研究表明,在压缩信道编码的不完全信道估计下,新算法仍具有良好的通信速率及误码率性能,适用于时变水声信道。     

水声通信网络问题研究

本文介绍了水声通信网络的特点与拓扑,深入研究了水声通信网络各层的功能,分析了各层所遇到的问题并提出了相应的解决对策.     

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。     

基于联合法降低OFDM水声通信峰均比的研究

高峰均功率比限制了正交频分复用（OFDM）技术的广泛应用,如何选择合适有效的方法来降低高峰均比是这一领域的研究重点。利用压扩方法和限幅方法在性能上的互补性,提出一种联合方法。仿真结果表明,该方法有效地降低了OFDM系统的峰均比,而且简单易于实现。