Frequency domain decision feedback equalizer for time-reversal space-time block coding

In this paper, a frequency domain decision feedback equalizer is proposed for single carrier transmission with time-reversal space-time block coding （TR-STBC）. It is shown that the diagonal decision feedback equalizer matrix can be calculated from the frequency domain channel response. Under the perfect feedback assumption, the proposed equalizer can approach matched filter bound （MFB）. Compared with the existing time domain decision feedback equalizer, the proposed equalizer exhibits better performance with the same equalization complexity.

基于子载波间干扰深度估计的MIMO-OFDM水声通信接收机

多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)水声通信系统中,由于子载波间干扰(ICI)对信号的影响程度未知,导致接收处理时干扰消除不完全或计算复杂度高。针对这一问题,该文提出一种迭代的基于子载波间干扰深度估计的MIMO-OFDM接收机。该接收机使用导频频域相关对每个发射信号的子载波间干扰深度进行估计,信道估计时利用估计出的干扰深度重建各个信道的频域矩阵,避免对不同信道选择相同的干扰深度,在自适应信道变化的同时降低了计算复杂度。此外,将判决反馈均衡引入MIMO-OFDM水声通信系统,利用已均衡出的符号信息消除子载波间干扰。仿真结果表明,该接收机相比于干扰深度渐进的接收机,译码成功所需的时间更短。

基于频域迭代判决反馈均衡的低复杂度FTN接收机

超Nyquist(FTN,faster-than-Nyquist)信号传输能在不降低系统可靠性的情况下,提高系统的有效性,但其引入了严重的码间串扰,导致最佳接收的复杂度非常高。迭代块判决反馈均衡器(IBDFE,iterative block decision feedback equalizer)能以较低的复杂度达到与最佳接收相近的性能,有效降低了FTN接收机的复杂度,但其复杂度仍能进一步降低。因此,在IBDFE的基础上,简化了前馈和反馈滤波器的设计,为FTN通信系统提出了一种降低复杂度的IBDFE(RC-IBDFE,reduced-complexity IBDFE)。当加速因子为τ={0.8,0.7}时,数值结果和分析表明,与IBDFE相比,RC-IBDFE的顽健性更好,复杂度降低了{45.7%,25%},当误比特率为10-5时的性能增益为{0.605 4,0.193 6}dB;与已有的低复杂度IBDFE(LC-IBDFE,low-complexity IBDFE)相比,RC-IBDFE的顽健性更好,复杂度降低了{13.6%,-25.8%},当误比特率为10-5时的性能增益为{0.289 7,0.531 2}dB。

一种基于分数采样的混合盲均衡算法仿真研究

在数字通信中,盲均衡是克服多径衰落信道导致的码间干扰的一种有效方法。超指数盲均衡算法的迭代算法收敛速度快,且便于跟踪时变信道。同时由于实际信道往往为非最小相位系统,此时线性均衡器性能不佳。因此针对严重频率衰落和非线性相位失真信道,提出了一种分数采样的混合盲均衡算法,并获得了较快的收敛速度和较小的剩余均方误差。仿真结果证明了该算法的有效性。

基于软反馈的BDFE Turbo均衡

通过分析指出线性最小均方误差均衡器采用独立高斯分布假设计算的符号后验概率(a posteriorprobability,APP)值过大,造成译码反馈信息不足。提出了采用软反馈的块判决反馈均衡器(block decision feed-back equalizer,BDFE)来弥补高斯分布假设在计算符号APP时的不足,并推导了软符号后验均值的计算公式。采用软反馈降低原BDFE采用硬反馈带来的错误扩散,同时与序列检测相结合,提高了均衡器APP估计的可靠性。仿真结果验证了该方法在相近复杂度情况下均衡性能的优越性。

水声通信中基于软判决的块迭代判决反馈均衡器

在单载波频域均衡水声通信系统中,混合结构的时-频域判决反馈均衡器(H-DFE)计算复杂度高,不利于实时实现;而基于硬判决的块迭代判决反馈均衡器(HD-IBDFE)存在错误符号判决造成系统性能下降问题,同时需要估计判决符号和发射数据之间的互相关函数。该文对水声通信中基于软判决的块迭代判决反馈均衡(SD-IBDFE)接收机算法进行了研究,通过对均衡器输出信号进行软判决,并将符号软信息进行反馈,提高了系统性能,同时采用迭代信道估计方法来适应水声信道的时变性。通过仿真比较得出,该方法在水声信道条件下明显优于HDIBDFE。对湖上试验数据处理结果表明,在浅水1.8 km通信距离下,单通道无编码QPSK调制可实现310-的误码率并达到3000 bps的有效数据率。

块迭代频域均衡技术在短波通信中的应用研究

为提升短波通信收端均衡算法性能,研究了单载波频域块迭代均衡技术的原理,给出了算法框架并推导了前、反馈抽头系数的计算公式,仿真了以CAZAC序列为同步头的单载波频域块迭代均衡技术在短波短帧通信中的性能,并与基于RLS准则的单载波时域均衡技术进行了对比。仿真结果表明,选取具有平坦功率谱特性的同步头或训练序列时,频域块迭代均衡能获得与时域均衡相近的性能,且计算复杂度明显降低。

一种有效的水声信道盲均衡算法

针对超指数迭代判决反馈盲均衡(SEIDFE)算法在水声通信系统中表现出的收敛性差的问题,提出了一种稳健性好、收敛快的双模式超指数迭代判决反馈盲均衡算法.该算法对均衡器输出的实部和虚部分别进行非线性变换以修正误差控制信号,从而纠正载波相位旋转;在此基础上,将一种新的自适应变步长算法应用到前馈滤波器前向权值的迭代步长中,提高算法收敛速度;并采取判决误差切换准则,将上述改进算法与判决导引算法有机结合起来,提高算法稳健性和收敛性能.仿真结果证明了该算法的有效性.

用于水声相干通信系统的联合迭代均衡和译码算法

采用串行级联网格编码调制(SCTCM)技术,高效利用带宽受限的水声信道带宽.同时,为了克服水声信道时变多途衰落,消除码间干扰,运用Turbo迭代原理构建多通道自适应均衡器和SCTCM译码器联合迭代算法.在联合迭代均衡和译码(JIED)算法中,均衡器和译码器通过迭代的方式,交换数据符号的软信息来改善均衡器的性能,从而实现高速、可靠的数据传输.计算机仿真结果表明,使用上述体制的水声通信系统,在高效利用水声信道带宽的同时,利用译码器提供的译码增益,提高了均衡器的数据处理能力,通信系统接收数据的误码率降低了两个数量级.

浅海水声信道中的一种带循环均衡的Turbo译码结构

针对浅海水声信道长时延、强多途干扰的特点,建立了一种新的带自适应循环判决反馈均衡的Turbo译码结构,并对其性能进行了仿真研究。该结构对典型的Turbo译码器进行了改进,使之不但能输出信息比特,同时又能输出校验比特,这些比特经硬判决、符号映射及信道交织后反馈回判决反馈均衡器,构成带自适应循环判决反馈均衡的Turbo译码结构。厦门港实测5途浅海水声信道仿真结果显示,该结构具有优良的抗多途性能,信噪比大于4dB时,误比特率小于10^(-5),比联合判决反馈均衡的Turbo译码结构提高了约2.5dB。

一种新颖的水声相干通信接收算法

为了克服水声信道的多径衰落,消除码间干扰,获得可靠的数据传输,提出了一种新颖的水声相干通信接收算法。该新型算法有两个优点:一是将自适应判决反馈均衡器和迭代译码技术相结合,二是译码采用Turbo译码原理,整个译码系统可以看作是串联迭代译码器,只是其中的内部译码器被编码比特对数似然率(LLR)计算器所取代,有效地降低了运算复杂度。同时,自适应判决反馈均衡器采用了变步长因子算法,改善了均衡器的收敛速度。

联合迭代均衡译码算法

为了提高迭代分组判决反馈均衡器(IBDFE)的判决可靠性,引入低密度奇偶校验码(LDPC)对其加以改进。将均衡输出的信号经判决后送入LDPC译码器,译码后的值经数字调制再反馈给IBDFE,译码器与均衡器间充分交换信息进行联合迭代均衡译码。在水声多径情况下的仿真结果显示,改进算法在误码率为10-3时会比原算法有2dB的增益。

Turbo-均衡及迭代均衡的结构模型

给出了Turbo-均衡、硬迭代判决反馈均衡器、软迭代判决反馈均衡器和分步迭代判决反馈均衡器的结构模型,并对这些模型进行了分析和对比。

独特字块结构的单载波时频混合均衡器设计

在单载波块传输系统中,提出了一种更适用于基于独特字块结构的时频混合判决反馈均衡器的设计方法。该方法利用独特字的已知特性,在接收端将经过信道的独特字和有用数据分开,再进行均衡处理,恢复出原始数据。根据这一方法,给出了基于独特字块结构的判决反馈均衡器的最优结构和次优结构。仿真结果表明,基于独特字的最优结构时频混合判决反馈均衡器相比传统基于循环前缀的时频混合均衡器性能有很大的提升;复杂度降低的次优时频混合判决反馈均衡器的误码性能仍要好于基于循环前缀的均衡器。

一种克服脉位脉宽信号码间干扰的均衡算法

使用脉位脉宽调制的室内红外无线通信系统,信号光经过红外信道会产生严重的码间干扰,因此需要在接收端使用均衡器进行处理。常用的迫零反馈均衡算法性能不够理想,针对脉位脉宽调制信号提出了一种MMSE分组判决反馈均衡算法。以最小均方误差原理为基础,同时简化了均衡器中判决器的结构,并使用信号抽取技术设计反馈系数,能够一次反馈多个符号以提高补偿效果。仿真实验表明,与经典的迫零均衡算法相比,算法在误比特率为时抗噪声性能提高了近3dB,并且能够适应更加复杂的信道条件,具有广阔的应用前景。

引入迭代阈值判决导引判决反馈盲均衡算法

基于判决圆的常数模算法(CMA)和判决导引算法(DD)相结合的判决反馈盲均衡算法(CMA+DD),在均衡的起始阶段,由于眼图未睁开,DD算法无法收敛,导致收敛速度慢。为了加快收敛速度,在迭代过程中引入迭代阈值limit,以修改CMA+DD算法的判决条件,从而得到改进的CMA+DD算法(MCMA+DD)。该算法在均衡的起始阶段先采用CMA迭代limit次,然后再根据判决圆进行切换。水声信道仿真结果表明,MCMA+DD算法收敛速度快;迭代阈值不同,影响收敛速度;仍具有冷启动和重新启动能力。

改进的SC-FDE块迭代判决反馈均衡器

在单载波频域传输(SC-FDE)系统中,块迭代判决反馈均衡器(IBDFE)明显提升了传统线性频域均衡器的性能。未知发送信号与迭代判决信号的相关因子估计是其关键技术,直接影响均衡器的性能。首先对IBDFE相关因子估计算法进行了改进,同时提出一种基于独特字(UW)帧结构的估计方法。该方法利用独特字的已知性和恒包络性进行判决,基于此判决方式使相关因子得到更精准的估计。实验结果表明,两种方法对IBDFE的性能有较为明显的提升。

FTN系统中两种频域迭代分组判决反馈均衡器仿真分析

超奈奎斯特(FTN)码元速率传输系统可以有效提高数据传输速率,但该系统在接收端引入了无限长的码间串扰(ISI),从而增加了接收复杂度。为此,分析两种能降低FTN系统计算复杂度的频域均衡器,即频域迭代分组判决反馈均衡器(IBDFE)和低复杂度迭代分组判决反馈均衡器(LC-IBDFE)。将IBDFE和LC-IBDFE分别扩展到加性高斯白噪声(AWGN)信道和频率选择性衰落信道中。仿真结果表明,这两种频域均衡器可以应用到衰落信道中,且在多径数目不大的情况下,两者的误码率和AWGN信道条件下十分接近。

一种快速时变信道下的单载波频域均衡算法

借鉴多载波系统中的迭代和判决反馈干扰消除算法,提出一种适用于快速时变信道的单载波频域均衡算法.通过线性均衡得到信号的初始估计,从接收信号中迭代消除由于快速衰落所引起的符号间干扰,基于最小均方误差准则进行频域均衡,并将信道时变所造成的符号间干扰视为等效噪声.仿真结果表明,所提出的算法能够有效降低快速时变信道下的误码平层.

联合均衡块迭代软判决反馈干扰抵消接收机

CDMA扩频通信系统在低扩频比时,路径间干扰(IPI, inter-path interference)变得非常严重。本文将块迭代干扰抵消同MMSE均衡器相结合,提出了一种适用于CDMA扩频通信系统低扩频比情况下的联合均衡块迭代软判决反馈干扰抵消(MMSE-BIIC)接收机结构。理论分析与计算机仿真表明,本文提出的MMSE-BIIC接收机同传统的Rake接收机、线性MMSE均衡器以及多级干扰抵消接收机相比在性能上有较大改善。