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。

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。

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。

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。

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。

基于线性因子更新的频域迭代判决反馈均衡

迭代块判决反馈均衡(Iterative Block Decision Feedback Equalization,IBDFE)是单载波频域均衡中一种行之有效的非线性均衡算法,但算法计算复杂度随迭代次数增加而增大。本文针对传统IBDFE算法的不足提出一种基于线性因子更新的频域迭代判决反馈均衡算法,利用了线性因子更新来降低均衡器复杂度,并引入修正因子计算反馈滤波器系数以避免性能损失。仿真结果表明,所提出算法性能与传统IBDFE算法相比复杂度降低且在误比特率为10^-5时有0.12 dB的性能增益,与已有的低复杂度算法(Low-Complexity IBDFE,LC-IBDFE)相比有0.1 dB的性能增益。

一种改进的SC-FDE块迭代判决反馈均衡器

单载波频域均衡(SC-FDE)系统能有效地对抗频域选择性衰落信道。块迭代判决反馈均衡(IBDFE)是单载波频域均衡系统中一种有效的非线性均衡算法,但是其计算复杂度较高,且复杂度与迭代次数成正比。鉴于此,提出一种改进算法,在改进算法中,将接收信号经过MMSE均衡得到发送信号估计值作为传统算法反馈支路输出,前馈支路结构保持不变。对比传统IBDFE算法,迭代被取消,故降低了计算复杂度。对传统IBDFE算法和改进IBDFE算法性能进行比较,实验结果证明:改进IBDFE算法性能在与传统IBDFE算法性能相似的条件下降低了计算复杂度。

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。

一种改进的单载波块迭代判决反馈均衡算法

针对低复杂度的块迭代频域判决反馈均衡算法在迭代过程中对判决误差概率设置不够合理的缺陷,提出一种改进的块迭代频域判决反馈均衡算法,该算法通过在迭代过程中合理的设置判决误差概率,从而提高系统的性能。与低复杂度的块迭代频域判决反馈均衡算法相比,该算法能够获得更好的性能,并且具有较低的复杂度。

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。

并行级联频域判决反馈(DFE)均衡策略及不匹配译码

该文提出了一种使用并行级联的turbo类型判决反馈均衡器(DFE)结构,用于抑制线性码间干扰。基于该结构又提出了一种低复杂度的基于频域迭代块判决反馈检测(Turbo Block DFE,TBDFE)算法。该并行策略比传统的块迭代判决反馈均衡算法(Iterative Block DFE,IBDFE)有更大的性能增益,且在信道估计存在相同的一定误差时,该结构与IBDFE的性能增益比没有估计误差时更大。该文还研究了SNR估计误差对TBDFE算法与传统IBDFE算法的影响,结果表明二者对SNR的过估计比欠估计均为敏感。

基于UW字的单载波判决反馈均衡器水声通信研究

将单载波块传输系统运用于水声通信中,为了克服信道中存在的深衰落,对基于一种UW字块结构的时频域混合判决反馈均衡和块迭代频域判决反馈均衡两种判决反馈均衡的方法进行了比较和分析。仿真结果及水池实验表明:基于该UW字结构的块迭代频域判决反馈均衡在水声通信中有良好的应用前景。

基于迭代分组均衡的SC-FDMA-IDMA非正交多址接入系统

SC-FDMA-IDMA非正交多址接入结合了SC-FDMA和IDMA 2种技术,这种结合使SC-FDMA-IDMA有可能继承这2种技术各自不同的优点,例如容量大、峰平功率比(PAPR)低、多用户信号检测简单等。但由于用户信号采用SC-FDMA这种特殊的单载波调制方式进行传输,当信道的频率选择性比较严重时,系统性能将快速下降。为此推导了适应于SC-FDMA-IDMA系统的迭代分组判决反馈均衡(IB-DFE)算法,以提高系统抗频率选择性衰落的能力。仿真研究表明,采用IB-DFE均衡算法后,相对于采用高阶调制的单用户SC-FDMA系统,在相同的传输效率下采用低阶调制的多用户SC-FDMA-IDMA系统的性能有了很大的提高。

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.

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。

一种FTN系统下预测型判决反馈均衡器

超Nyquist码元速率(FTN)理论的出现为提高通信系统数据传输速率奠定了基础。但是,FTN是以引入码间串扰(ISI)为代价的。这给接收端信号检测工作增加了难度。目前已有学者提出了基于线性频域均衡器(FDE)的FTN接收方案。但是FDE在设计抽头系数时没有考虑接收滤波器对信道噪声的影响,而且FDE输出的结果仍然存在残余的ISI,因此性能略差。针对上述问题,将接收滤波器对信道噪声的影响考虑进均衡器设计中,并进一步提出了基于预测型判决反馈均衡器(NPDFE)的FTN接收方案,提高了接收性能。仿真结果表明:在BER=10-4条件下,当ρ=0.8时,NPDFE以提升一倍复杂度的代价使得所需的SNR比FDE减少约5 d B。

一种在FTN系统下的低复杂度判决反馈均衡器

超Nyquist码元速率(FTN)理论的出现为提高通信系统数据传输速率奠定了基础。但是,FTN是以引入码间串扰(ISI)增加通信设备特别是接收机复杂度为代价的。为了降低接收机复杂度,在意大利著名学者N.Benvenuto和S.Tomasin 2014年给出迭代分组判决反馈均衡器(IBDFE)方法的基础上,提出了一种低复杂度的频域迭代分组判决反馈均衡器(LC-IBDFE)。仿真结果表明,LC-IBDFE在性能上与IBDFE近似。但是在经过2次迭代后,LC-IBDFE复杂度降低约11.7%;经过3次迭代后,复杂度降低约27.6%。

单载波频域均衡系统中一种简化的IBDFE算法

在单载波频域均衡系统中,线性均衡算法虽然简单易行,但是其抑制噪声干扰和符号间干扰的能力有限,因此需要引入非线性的反馈和迭代机制以进一步提升系统性能.迭代块判决反馈均衡(Iterative Block Decision Feedback Equalization,IBDFE)就是一种行之有效的非线性算法,但其缺点是计算复杂度高.鉴于此,在IBDFE结构的基础上,利用最小均方误差准则,推导出了一种新的简化算法.之后,对简化后算法和现有低复杂度算法的均方误差(Mean Square Error,MSE)性能进行了理论分析和比较,并在两种无线多径衰落信道下对三种不同的算法进行了仿真.结果表明,在所给信道条件下,这种算法在迭代两次后已基本收敛.同时,仿真也验证了MSE分析的结论.最后,对算法复杂度的分析和比较表明,提出的简化算法相比传统IBDFE算法,其误比特率性能有所下降,但能有效地减小计算量.

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。