水声MIMO-OFDM通信系统中基于导频的信道估计算法研究

正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)的结合可以有效地对抗多径衰落和码间干扰,大幅度提高水声通信系统的信道容量和传输效率,在高速水声通信中有着重要的发展前景。在分析梳状导频水声MIMO-OFDM通信原理的基础上,结合水声通信及信道传播特点,建立了信道模型,研究水声MIMO-OFDM系统中的信道估计原理和LS(最小平方误差)、MMSE(最小均方误差)算法。通过仿真试验比较两种算法在信道估计中的性能差异,为实际系统设计提供了理论参考。     

基于SVD的MIMO-OFDMA系统信道估计算法

基于802.16d/e实现的MIMO-OFDMA系统模型的信道估计算法,以LS信道估计方法为基础,结合OFD-MA系统导频的特点,提出一种基于时域LS的SVD信道估计方法,该方法是对T矩阵进行奇异值,而T矩阵要比信道自相关矩阵容易获得的多.仿真和算法分析显示,该算法的性能略劣于Ove Edfors等人提出的基于LMMSE的SVD信道估计方法,但计算复杂度要低,并且对导频的要求比较宽松,具有广泛的应用性.     

基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计

针对传统船舶通信网络信道估计方法调控响应性能较差的问题,提出一种基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计方法。在物理层LTE协议中定义导频序列,基于gold序列设计船舶通信网络信道的导频序列,通过奈奎斯特定理决定导频信号的插入密度,在设计的船舶通信网络信道导频序列中按照该密度插入导频信号,基于机器学习算法拟合不同时间点同一子帧内的信道估计值,以实现船舶通信网络的信道估计。为了证明基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计方法的调控响应性能较强,比较该方法与传统船舶通信网络信道估方法。实验结果证明该方法的调控曲线拟合性最强,即该方法的调控响应性能优于实验中的传统方法,证明了该方法的优越性。     

OFDM系统信道估计技术研究

论文介绍了信道的估计算法和插值算法,对FFT插值算法进行了优化,通过加窗处理解决了FFT算法中频谱能量泄露的问题。针对变换域滤波算法中导频信息不能集中在低频区域的问题,提出了内插和变换域滤波结合的算法,使导频信息变化平缓,更好的集中在了低频区,通过仿真分析表明,信道的估计性能得到提高,运算量增加不大。     

总体最小二乘的改进与信道估计应用

总体最小二乘法同时考虑了数据矩阵和观察值的误差,在参数估计中得到广泛应用。然而总体最小二乘法没有针对具体问题利用误差的先验信息。总体最小二乘的改进算法—结构总体最小二乘法设定了误差矩阵的结构,通过迭代运算估计参数及误差。基于叠加训练序列的时不变信道估计中,信息序列均值构成的误差矩阵为Toeplitz矩阵。结构总体最小范数法作为一种结构总体最小二乘法,可以设定误差矩阵具有Toeplitz结构,有效提高叠加训练信道估计性能。论文对比了最小二乘,数据最小二乘,总体最小二乘和结构总体最小范数在叠加训练序列信道估计中的应用,仿真结果表明,基于结构总体最小范数的估计算法的归一化信道均方误差最小。     

OFDM系统时频二维信道估计研究

针对短波信道时变色散的特点,设计了OFDM系统信道估计所需的时频二维棱形插入导频图案,并根据时频域两方向导频插入的稀疏程度,选择了二维插值的方法和插值次序,另外,提出了改进的变换域DFT信道估计算法.该算法通过适当选取变换域补零的位置,有效减小了非整数倍采样间隔信道时延引入的能量泄露,并滤除了噪声的影响.最后,在短波多径环境下仿真算法的性能,并与常用频域插值算法和维纳滤波方法进行了对比.仿真结果表明：改进方法的增强了算法对多径延迟分布的鲁棒性,提高了信道估计精度,同时还保持了较低的计算复杂度.     

差分跳频与常规跳频抗部分频带干扰的性能比较

在差分跳频抗部分频带干扰比特误码率(BER)的理论分析结果基础上,将差分跳频系统与常规快跳频系统抗部分频带干扰的BER联合—切尔诺夫界进行了比较。在差分跳频采用维特比译码,且两系统均采用加权能量度量,并具有相同频谱效率的情况下,比较结果表明:在加性白高斯噪声(AWGN)与瑞利信道下,差分跳频的抗部分频带干扰性能明显优于快跳频系统。在AWGN信道下,当差分跳频的每跳传输比特数与快跳频系统的每符号比特数均为1,且BER大于10-6时,差分跳频系统达到相同BER所需的信干比(SJR)较快跳频系统低6 dB。     

基于MMSE的多用户MIMO系统检测算法

空分复用多用户多输入多输出(MIMO)系统具有很高的频谱利用率,由于其系统结构和所处的信道环境的复杂性,使得用户间缺乏协作关系,当用户间干扰消除有残差或信道估计不准确时,传统线性接收机不能获得理想的检测效果.针对这一问题,利用每个用户的自身信道对多用户系统用户端信道进行扩展重构,给出一种高效的基于最小化均方误差(MMS...     

信道估计下的导航接收机多址干扰消除

针对无线电导航系统中存在多址干扰，提出了一种插入导频信号实现信道估计的算法，并在此基础上恢复干扰导航台信号，采用并行干扰抵消算法消除干扰信号。比较分析了干扰消除接收机与传统RAKE接收机在不同信噪比环境下的性能，分析表明，所提出的干扰消除算法易于实现，大大降低了接收机的误码率，缩小了接收机受“远-近”效应影响的区域。     

基于改进的SOMP水声通信信道联合估计方法

水声通信信道通常表现出时变特征。然而在某些通信条件下,水声信道的变化速率相对发送的OFDM符号周期而言仍然较慢,整体呈现缓慢时变特性,而且研究表明在相邻时隙内的信道结构具有较强的时间相关性。如何利用好信道的缓变特征,设计适合的OFDM信道估计方法,对进一步改善水声通信信道估计性能具有重要意义。分布式压缩感知(Distributed Compressed Sensing,DCS)理论通过利用多个信号的共同稀疏性进行联合重构,能够进一步提高稀疏重建性能。因此本文将以此为基础,在DCS理论框架下,通过对同步正交匹配追踪(Simultaneous Orthogonal Matching Pursuit,SOMP)算法进行改进,构造一种时域联合的信道估计方法并通过仿真与其他类似算法进行性能比较。     

基于叠加训练序列的稀疏水声OFDM信道估计(英文)

针对稀疏多径的水声OFDM信道,提出了基于叠加训练序列的信道估计方法,能够提高带宽传输效率.在发送端的信息序列中叠加一个低功率的周期性训练序列,在不占用额外的信号带宽的情况下估计信道参数,未知的信息序列会对叠加训练序列的信道估计方法产生干扰,在本文中采用迭代方法提高估计性能.水声信道具有延时时间长,信道稀疏的特点,本文采用匹配跟踪的方法估计信道非零系数的位置,降低加性白噪声对信道估计的影响.仿真结果显示,本文的方法能达到很好的信道估计性能,同时能够降低OFDM的峰均比.     

MIMO-OFDM系统时频快速同步算法

提出了一种基于单训练符号的用于多输入多输出 - 正交频分复用(MIMO OFDM)系统的时频同步算法.该算法利用移相脉冲码的自相关特性构造用于同步和大数频偏估计的训练序列,并通过引入逆向搜索窗以及门限的概念,解决了多径衰落信道中第1径不是最强径时,滞后的FFT窗定时导致的符号间干扰影响系统性能的问题.仿真结果表明,本算法不仅时频率估计精度高、频偏估计范围大,而且具有较快的同步收敛速度.     

时变强多途干扰下基于差分编码的水声OFDM通信算法

时变强多途干扰影响水声通信系统性能,针对时变强多途干扰问题,提出基于差分编码的水声OFDM通信(Underwater acoustic OFDM communications based on differential coding, DC-OFDM)算法。利用循环前缀技术和OFDM通信技术固有的抗多途特性,有效消除时变多途干扰,避免信道估计环节,直接进行解码判决。南海实测信道仿真(信噪比为8dB时,DQPSK100组仿真试验,2×10~6个源码,全部正确解码)和水箱试验(信噪比为15dB时,DQPSK100组水箱试验,2×10~6个源码,在时变强多途干扰下全部正确解码)。结果表明,所提算法能有效解决时变强多途干扰问题,实现时变强多途水声信道下的可靠水声通信。     

多信道跳频网络的协议序列性能研究

协议序列主要用于为Massey提出的无反馈冲突信道提供信道接入机制,它通过不同序列值指定各用户的发送时刻,并借助良好的汉明互相关特性保障网络性能。基于中国余数定理构造的CRT序列作为协议序列的一个重要子集,其吞吐率以及延迟性能仅在单信道网络中被广泛研究。论文以多信道跳频通信网络为研究背景,探讨CRT序列如何应用于跳频网络,并对其吞吐率及延迟性能作了仿真分析。仿真结果表明,CRT序列的平均吞吐率性能与随机接入机制一致,但在最差吞吐量、平均时延以及最差时延方面具有性能优势。     

基于双编码策略的水声OFDM通信算法

针对船舶噪声和时变多途干扰问题,提出基于双编码策略的水声正交频分复用(DE-OFDM)通信算法。基于信道卷积编码的冗余和记忆特性,将信息比特数量提升多倍,进行约束,得到编码比特,提高通信系统抗船舶噪声和时变多途干扰性能;提出差分编码技术,构建参考相位,利用相邻相位差值进行符号编码,有效消除船舶噪声和时变多途干扰;基于循环前缀技术和OFDM通信技术抗多途特性,有效消除时变多途干扰。进行仿真和100组水箱时变且含船舶噪声信道下的试验,试验结果验证了所提算法的有效性。     

时变强多途干扰下基于差分编码的水声OFDM通信算法

时变强多途干扰影响水声通信系统性能,针对时变强多途干扰问题,提出基于差分编码的水声OFDM通信(Underwater acoustic OFDM communications based on differential coding,DC-OFDM)算法。利用循环前缀技术和OFDM通信技术固有的抗多途特性,有效消除时变多途干扰,避免信道估计环节,直接进行解码判决。南海实测信道仿真(信噪比为8dB时,DQPSK100组仿真试验,2×10⁶个源码,全部正确解码)和水箱试验(信噪比为15dB时,DQPSK100组水箱试验,2×10⁶个源码,在时变强多途干扰下全部正确解码)。结果表明,所提算法能有效解决时变强多途干扰问题,实现时变强多途水声信道下的可靠水声通信。     

差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用

为保障船舶航行过程中的通信安全,有效抑制通信网络噪声干扰,避免信道衰减问题,对差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用情况进行研究,通过对差分跳频通信校正矩阵进行选择,采用无线编码技术对通信数据进行均衡控制和编码调制处理,从而有效生成适合于信道传输的脉冲波形,并将通信过程中的数据信道传输误码率和丢包率为评价指标,检验差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用效果,通过实验证明,差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中应用效果明显更好,能有效地降低数据传输误码率和丢包率,保证船舶通用通信的安全性和可靠性。     

基于最小二乘算法的 OFDM 信道估计

作为一种高效的传输技术,正交频分复用（OFDM ）正被广泛地应用于下一代无线通信系统。论文采用一种OFDM 系统中低复杂度的最小二乘（LS）信道估计算法,该算法采用在频域上插人梳状导频数据,通过仿真,证明了该算法在瑞利衰落多径信道中的优越性。同时,仿真也表明,当信道变化过快时,该算法的优越性将变得不再显著。     

OFDM技术在高速水声通信中的研究与应用

为满足高速水声通信的需要,在对正交频分复用(OFDM)技术进行研究的基础上,结合水声信道的特点,提出一种基于OFDM技术的水声通信方法以此来克服信号的多径传输而引起的码间干扰,从而达到较高的传输速率和较低的误码率.     

一种基于新训练序列的正交频分复用(OFDM)接收机设计

为避免严重频率选择性衰落信道产生的问题,在传输之前,每个OFDM信号前面的保护间隔(GI)中插入循环前缀(CP)。论文通过对TS-OFDM使用频域均衡(FDE)进行频率分集增益,设计了一种新型插入训练序列的接收机方案。采用蒙特卡罗数值计算方法计算在频率选择性瑞利衰落信道中的平均误码率,并通过对TS-OFDM信号传输的仿真验证了该方法的性能,误码率和吞吐量性能均得到了提升。