MIMO电力线载波通信中基于压缩感知的信道与脉冲噪声联合估计方法

在多输入多输出电力线通信(Multiple-input Multiple-output Power Line Communication,MIMO-PLC)系统中,信道状态信息的准确性将直接影响系统的整体性能,且电力线信道中复杂的脉冲噪声会使信道估计技术性能降低。因此,针对在脉冲噪声影响下进行信道估计的问题,提出一种基于快速块稀疏贝叶斯学习算法的信道与脉冲噪声联合估计方法。该方法将信道与脉冲噪声联合估计转换为压缩感知问题,利用MIMO-PLC系统信道间的相关性以及信道冲击响应和脉冲噪声的稀疏特性进行求解。仿真结果表明,与传统信道估计和脉冲噪声抑制方法相比,在不同导频数量下提出的联合估计方法均有更好的性能。     

语音重构的DCT域加速Landweber迭代硬阈值算法

重构信号的最基本理论依据是该信号在某个变换域是稀疏的或近似稀疏的。基于语音信号在DCT域的近似稀疏性,可以采用压缩感知(Compressed Sensing, CS)理论对其进行重构。压缩感知理论中的迭代硬阈值(Iterative hard thresholding, IHT)算法以其较好的性能被广泛用来重构信号,但其收敛速度比较慢,如何提高收敛速度,一直是迭代硬阈值算法研究的重点之一。针对压缩感知理论中的IHT算法收敛速度相当慢的问题,提出了语音重构的DCT域加速Landweber迭代硬阈值(Accelerated Landweber iterative hard thresholding, ALIHT)算法。该算法对原始语音信号做DCT变换,然后在DCT域将每一步Landweber迭代分解为矩阵计算和求解两步,通过修改其中的矩阵计算部分实现Landweber迭代加速,最后通过迭代硬阈值对信号做阈值处理。实验结果表明,加速Landweber迭代硬阈值算法加快了收敛速度、减少了计算量。      

电力线中基于幂迭代ICA的脉冲噪声抑制方法研究

针对电力线通信中的α脉冲噪声影响,以及传统的噪声抑制算法受限于噪声的先验信息的问题,提出一种基于幂迭代的快速独立成分分析算法(PowerICA)。在此工作中,首先通过加权处理构建伪观测信号,将单通道的盲分离模型转换为多通道正定模型;然后利用提出的盲分离算法进行噪声和源信号分离工作;最后仿真验证了提出算法的有效性。实验研究分析表明,提出的算法比FastICA算法分离效果更好,分离更稳定,所需要的时间也更少,提高了通信信号处理的实时性。     

基于压扩变换的电力线通信系统脉冲噪声抑制

针对电力线通信系统高负荷期急变脉冲噪声抑制问题,提出了一种基于压扩变换的噪声抑制方法.该方法在发射端对通信信号进行压扩变换,压缩和扩展信号幅值,改善信号峰均功率比性能;接收端首先利用压扩峰值估计噪声脉冲概率,然后对接收信号进行消隐降噪处理,最后再通过硬反馈判决进一步去除残留脉冲噪声.仿真结果表明,提出算法具有较高的噪声...     

基于小波域滤波的迭代硬阈值压缩感知重构

图像压缩感知迭代重构算法主要采用迭代阈值法解决信号的重构问题,但是迭代阈值法仅仅利用变换系数进行阈值处理,并未考虑系数的邻域统计特性,导致重构性能不高。提出一种基于小波域滤波的迭代硬阈值迭代算法,利用小波域系数的邻域统计特性修订迭代硬阈值重构算法的代价函数,进行两步迭代收缩,并在迭代中用小波域滤波除去其中的重构噪声。实验结果表明,在相同的观测数据下,相比已有的经典算法,新算法的重构图像质量较高,并且可以获得快速的重构速度。     

水声通信系统中基于迭代自适应的脉冲噪声抑制方法

针对水声通信系统中脉冲噪声抑制问题,提出了一种迭代自适应的脉冲噪声抑制方法。基于 OFDM子载波之间的正交性,该方法首先利用空子载波矩阵从接收信号中提取出背景噪声和脉冲噪声。然后,利用空子载波矩阵构造导频矩阵,得到脉冲噪声的干扰协方差矩阵,并在加权最小二乘准则下通过对代价函数的求解得到脉冲噪声的闭式解。最后,在接收信号中减去脉冲噪声的估计值,完成对脉冲噪声的抑制。仿真结果表明,本文方法有效降低了水声通信系统的误码率,且在高信干噪比下性能提升更加明显。     

基于谱间去相关模型的迭代硬阈值重构算法

根据高光谱图像的特点,提出一种基于谱间去相关模型的迭代硬阈值重构算法。根据高光谱图像序列的相邻图像之间具有很强的相关性,在迭代硬阈值重构算法中建立谱间去相关模型,除去重构图像观测数据中谱间相关的观测数据,去相关后的图像的观测数据更加稀疏,重构性能更高。实验结果表明,在相同观测数目下,本算法与迭代硬阈值重构算法相比,有效提高了图像的重构质量。     

电力线通信中基于L1-L1优化算法的脉冲噪声抑制算法

针对电力线通信系统中脉冲噪声抑制问题,提出了一种基于L1-L1优化算法的脉冲噪声抑制方法.基于OFDM子载波之间的正交性,该方法首先利用空子载波矩阵构造出仅含脉冲噪声和背景噪声的压缩感知方程.然后,将脉冲噪声估计问题转化为受约束的L1-L1最小化问题,并通过交替方向乘子法获得脉冲噪声的求解,完成脉冲噪声的估计,最后在接...     

压缩感知中一种改进的迭代硬阈值算法

研究了压缩感知理论中一种改进的迭代硬阈值稀疏信号重构算法。针对现有IHT算法类最优秀的BIHT算法中回溯操作无法保证稀疏信号重构误差递减的问题,对稀疏重构误差及其差值进行了简单介绍和分析,提出了一种能够保证重构误差随迭代进行单调减小的重构算法,在每次迭代的回溯操作中选择能够保证重构误差逐渐减小的原子,并将其指标与估计支撑集合并,最后基于最小二乘法进行伪逆运算获取稀疏信号估计。对高斯稀疏信号和0-1稀疏信号进行了仿真,证明了优于IHT、NIHT以及BIHT算法的稀疏信号重构性能。     

一种改进的电力线通信系统脉冲噪声抑制方法

为了抑制脉冲噪声对电力线正交频分复用（OFDM）通信系统的影响,最常用的方法之一是在接收端OFDM解调器之前前置一个置零非线性单元,即传统置零法。然而,由于引入了非线性失真,其性能并不理想。针对传统置零法引起的非线性失真问题,提出了一种基于迭代消除非线性失真的改进置零法。首先,对接收到的时域OFDM信号进行脉冲噪声检测和置零处理;然后,在频域利用已检测的符号来重构时域置零处理引入的非线性失真,并通过迭代提高重构的准确性;最后,从频域接收信号中减去重构的非线性失真。仿真结果表明,所提改进算法与传统置零法相比,有非常大的性能提升,增强了电力线OFDM通信系统对脉冲噪声的抵抗能力。     

基于稀疏贝叶斯学习的MIMO-OFDM电力线通信系统接收机设计

丰富的脉冲噪声干扰对基于MIMO-OFDM技术的电力线通信系统接收机设计带来了巨大挑战。针对这个问题,提出了一种联合估计电力线信道和脉冲噪声的接收机设计方案。该方案主要利用电力信道多径模型参数在频域上的稀疏性和脉冲噪声在时域上的稀疏性特征,将待估计信道模型参数和脉冲噪声联合视作一个稀疏向量,同时利用MIMO系统的空间相关性,构建了一个基于多测量向量的压缩感知模型,并引入多测量向量稀疏贝叶斯学习理论,设计了一种联合估计MIMO信道模型参数和脉冲噪声的方法。仿真结果表明,与传统的MIMO信道估计与脉冲噪声抑制相互分离的接收机方案相比,新方法在估计性能和误比特率性能上有明显提升。     

一种压缩感知电力线信道估计机制

通过分析电力线信道传输特性,建立相应的数学模型,研究了电力线信道的多径特性,并结合一种新颖的压缩感知处理技术,提出了一种基于压缩感知的电力线信道估计方法。通过分析研究电力线信道传输特征,利用其稀疏性,只需采集、提取、存储少量的噪声与信道特征有效参数,大大降低了数字信号处理模块的数据处理量,降低了对存储硬件的要求与硬件成本。     

基于改进压缩感知的宽带低压PLC系统脉冲噪声抑制算法

为解决宽带低压电力线通信(Power Line Communication,PLC)系统中脉冲噪声造成的通信性能不稳定、误比特率高的问题,针对正交频分复用的宽带低压PLC系统提出了一种改进压缩感知的脉冲噪声抑制算法,综合考虑了脉冲噪声恢复精度和时间复杂度去改进先验支撑集获取精度和压缩感知恢复步长。首先,利用改进的门限在接收端筛选出脉冲噪声的先验部分支撑集;其次,将频域的空子载波数据当作观测向量建立压缩感知方程,利用改进的稀疏度自适应匹配追踪算法恢复脉冲噪声;最后,通过减去恢复的脉冲噪声对接收信号进行抑制。仿真结果表明,与传统算法对比,所提算法具有较好的误比特率性能,并在较高信噪比时有更好的恢复性能。     

Adaptive noise mitigation based on peak estimate and feedback compensation in power line communication

According to the problem that the threshold for traditional blanking depends on the characteristic parameters of noise and exist large deviation,an adaptive noise mitigation algorithm based on peak estimate and feedback compensation(ANMPEFC)in power line communication was proposed.First,SLM mapping preprocessing method was employed to reduce the PAPR of emission signal,peak information was used to estimate the frequency of the received signal and the relationship between peak frequency and impulse characteristics was established.Next,received signal was processed by blanking block and feedback compensation block adaptively according to estimated pulse frequency.Finally, performance of proposed algorithm and existing algorithms were analyzed based on threshold deviation.According to the results from simulation,it is clearly demonstrated that the proposed ANMPEFC can work in power line impulse noise environment without knowing the noise characteristics and has better performance in contrast to existing impulse noise suppression algorithm.     

Joint channel and impulsive noise estimation method for OFDM systems

Aiming at the impulsive noise occurring in OFDM systems,an impulsive noise mitigation algorithm based on compressed sensing theory was proposed.The proposed algorithm firstly treated the channel impulse response and the impulsive noise as a joint sparse vector by exploiting the sparsity of both them.Then the sparse Bayesian learning framework was adopted to jointly estimate the channel impulse response,the impulsive noise and the data symbols,in which the data symbols were regarded as unknown parameters.Compared with the existing impulsive noise mitigation methods,the proposed algorithm not only utilized all subcarriers but also did not use any a priori information of the channel and impulsive noise.The simulation results show that the proposed algorithm achieves significant improvement on the channel estimation and bit error rate performance.     

基于低压电力线载波通信方法的比较

在详细介绍低压电力线载波数据通信的特点和原理及通信方法的基础上,对各种通信方法进行全面的分析比较．对新的低压电力线载波通信方法的研究具有重要的借鉴和指导意义。     

电力载波通信中的干扰特性及抑制技术分析

电力线除了向用电设备提供电能外,也可以作为传输信息的通信系统.可靠、高效地传输信息是任何一种通信网络的基本要求,对电力载波通信信道动态负载效应的阻抗特性、多径效应的衰减特性、脉冲噪声的干扰特性等问题进行了分析研究,并从物理层的信号处理以及数据链路层的数据传输角度,分析了几种典型的抑制电力载波通信干扰技术的可行性,进而为探寻有效的抑制电力载波通信脉冲干扰的技术提供了有益的参考.     

基于低压电力线传输网的无线光通信研究

介绍一种低压电力线传输网与无线红外传输相结合的通信机制,分析了调制方式、信号耦合方式和阻抗匹配以及影响信号传输的因素,给出了增强带负载能力和消除电力线负载效应的解决方法。实验表明,选择合适的调制方式与载波频率可降低电力线信道噪声的影响,实现了低压电力线与大气信道视距内信号稳定可靠传输,为短距离无线光通信提供一种新方法。