使用变步长频域LMS算法的自适应Volterra均衡器

Volterra均衡器能够有效地克服卫星信道的非线性失真,但由于非线性均衡器的输入矩阵特征值扩展严重,使得自适应过程收敛缓慢。为克服这个缺点,提出应用变步长的频域LMS算法对Volterra均衡器的权值系数进行自适应更新。算法利用正交变换降低输入序列的相关性,同时动态地调整迭代步长提高均衡器的收敛速度。仿真结果表明与时域算法相比,均衡器的收敛速度提高了25倍左右;均衡器收敛后纠了信号的幅度和相位失真。

水声信道中的迭代分组判决反馈均衡器

与传统的时域均衡相比,频域均衡为单载波传输系统提供了一种计算更为有效的方法。该文对有大多径时延和多普勒频移的水声信道中的频域分组迭代判决反馈均衡器(IB-DFE)进行了研究,提出了一种联合迭代均衡和频域信道估计(JECE)算法,分析了JECE算法的性能以及不同数据参数对IB-DFE性能的影响,并计算了IB-DFE的计算复杂度。仿真结果表明,所提出的JECE算法对时变水声信道有更好的适应性。与TD-DFE相比,IB-DFE有3.6 dB以上的信噪比增益和约19%的复杂度增益,而且随着多径时延和多普勒频移的增加,这种性能增益会进一步增加。

水声信道频域Turbo均衡的期望传播改进算法

针对水声信道带限,稀疏及长时延特性,并考虑水声实时高质量通信需求,提出了一种基于期望传播(Expectation Propagation,EP)的迭代信道估计和频域Turbo均衡(EP based Iterative Channel Estimation-Frequency of Domain Turbo Equalization,EP-ICE-FDTE)算法.其利用EP算法迭代估计传输符号的先验及后验分布,并将后验概率软映射符号提升信道估计精度.故该EP通过优化符号概率估计和信道估计,使Turbo均衡的干扰消除性能得到提高.此外,为了降低系统时延,还利用低复杂度频域Turbo均衡处理接收信号.仿真表明:所提EP-ICE-FDTE算法能实现更优的接收信号恢复效果.在静止和时变水声信道,该算法较目前较好的迭代信道估计-频域判决反馈的频域Turbo均衡(Iterative Channel Estimation-Frequency Domain Decision Feedback-Frequency Domain Turbo Equalization,ICE-FDDFFDTE)算法,分别有3.4 dB,1.3 dB性能增益.

基于频域子空间的UWB信道时延估计算法研究

在介绍了UWB信道估计模型后,讨论了一种基于子空间的UWB信道时延估计快速算法.通过仿真可以看出,该算法在低于Nyquist采样率的情况下可获得较高分辨率的信道时延估计,从而可降低系统的复杂度,减小系统的功耗.该算法在精确定位、测距、定时和同步等方面可得到很好的应用.

单载波频域均衡信道估计分析

针对高速率信息传输系统中多径衰落对单载波频域均衡(SC-FDE)信道估计造成的影响,在SC-FDE原理基础上,将无线通信中信噪比估计和SC-FDE中信道估计结合起来,对现有信噪比估计算法进行优化。分析和仿真结果表明,此方法能有效地改善多径衰落信道中信道估计的有效性,提高了频域均衡的效果,从而改善了SC-FDE系统的误码率(BER)性能。

基于频域LMS算法的稀疏信道估计

传统自适应滤波方法无法直接、有效地对稀疏信道进行估计。为此,提出一种基于频域的稀疏信道估计方法。为削弱或消除信道的稀疏性质在其估计过程中带来的影响,引入频域最小均方(LMS)算法。频域LMS算法通过FFT变换实现稀疏信道的非稀疏化,从而使其可以对稀疏信道直接估计。仿真实验结果表明,频域LMS算法具有较好的收敛性能,与频域RLS算法相比,其收敛速度相当,但其收敛后的均方误差提高近10 dB,可较好地完成对稀疏信道的估计,同时在算法的实现过程中通过使用重叠保留法能较大程度地减少估计的运算量。

基于KNN信道识别算法的无前后缀频域均衡技术

为了提高单载波频域均衡(SC-FDE)系统的频带利用率和通信速率,提出了一种基于KNN信道识别算法的无前后缀频域均衡技术;该技术通过构建不同信道环境下带有导频的训练数据集,根据训练数据通过不同信道条件下的特征并使用KNN算法进行分类,进而确定信道类型及信道最大多径时延,通过信道最大多径时延合理确定无前后缀重叠剪切频域均衡算法的最优重叠剪切长度,进而消除多径干扰对无前后缀频域均衡数据的影响,达到最优解调性能;仿真表明:基于KNN的重叠剪切算法与文献推荐的50%重叠剪切法相比,性能基本一致,即在误码率为10^(-3)的情况下,信噪比恶化不大于0.5 dB;此算法准确确定了最优重叠长度,减少了大量无效的重叠长度,保证了多径信道下系统的误码性能,达到性能和复杂度的平衡。

基于频域导频时域处理的OFDM系统信道估计算法

针对正交频分复用(OFDM)系统，提出了一种适用于时变信道的信道估计算法。该方法利用频域导频，经离散傅立叶变换(DFT)，获得的信道冲击响应等效于利用频域导频对应的时域序列和接收信号进行循环相关获得的信道冲击响应。因此，避免了在时域采用复杂的循环相关运算。同时，通过消除频域导频时域序列的自相关误差，能有效降低由DFT谱泄漏导致的信道估计误差。仿真和分析表明，在时变多径衰落信道下，提出的信道估计方法的性能比传统的基于DFT的算法和频域维纳滤波算法有明显提高。

水声通信中单载波频域均衡器设计方法

针对水声通信中由多径时延引起的码间干扰(ISI)问题,提出了单载波频域均衡器(SC-FDE)的结构和参数设计,以及联合迭代均衡和信道估计(JECE)算法。该方法联合了基于训练与面向判决信道频域估计,并以均衡器反馈信号的可靠度作为判决门限,选择最佳信道估计值,用于均衡器的前馈及反馈滤波器系数的计算。仿真表明,采用非线性结构的单载波频域均衡相比线性结构均衡器具有更好的误比特率性能,对存在严重ISI的水声信道具有更好的适应性及可实现性。

基于高斯消息传递的频域EM信道估计算法

基于turbo迭代原理和高斯消息传递EM算法,对单载波传输系统进行联合信道估计与均衡。利用高斯消息传递的观点在因素图中对期望最大化进行描述,分析并提出合理的简化算法,避免了复杂矩阵求逆运算,之后借助于快速傅里叶变换,使得算法只有对数复杂度。仿真结果表明,在时变多径信道下,所提算法在获得较好的性能同时,显著降低了计算复杂度。

一种基于信道估计的自适应均衡算法

在短波多径衰落信道的条件下,码间干扰、信道的严重衰落和快速变化是制约传输可靠性的重要因素。接收机的性能在很大程度上取决于信道估值与信道均衡的性能。但是在训练序列太短或者选用的均衡算法收敛速度太慢时,当训练过程结束,均衡器的权值无法收敛到最佳值。因此先用训练序列进行信道参数的辨识,通过解Wiener-Hopf方程直接将信道参数映射为均衡器的系数,然后复用训练序列用平方根卡尔曼算法对估计的抽头系数进行调整,并在跟踪过程中跟踪信道的变化。仿真结果表明,此算法比传统的自适应均衡算法,特别是在训练序列较短时,性能有明显提高。

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。

基于辅助数据的SC-FDE系统频域LS信道估计

通过对单载波频域均衡(SC-FDE)系统的分析得出了对最小二乘(LS)信道估计中采用的训练帧的要求,从理论上推导了不计循环前缀(CP)能量损失的条件下,SC-FDE系统采用LS方法估计信道的性能界。文中指出,Newmann序列适合作为SC-FDE系统频域LS信道估计的训练帧。理论分析和仿真结果都表明,采用Newmann序列可以达到LS信道估计的性能界。

单载波频域均衡系统的CFR盲估计

提出了一种接收端过采样的单载波频域均衡系统信道频率响应盲估计算法.与传统的线性预测时域信道盲估计方法不同,新算法不需要计算新息以及新息和输出序列的互相关,而是直接从预测滤波器系数获得信道频率响应的闭式解.算法对信道阶次过估计具有鲁棒性,比传统的线性预测时域信道估计具有更高的估计精度,而且能保证估计结果对应的时域信道冲激响应的有限支撑特性.计算机仿真结果验证了理论分析的正确性.

一种用于GSM系统的神经网络均衡器

在泛欧ＧＳＭ移动通信系统中，由于存在码间干扰，必须采用信道均衡技术。常用的最大似然序列估计（ＭＬＳＥ）均衡器采用维特比算法（ＶＡ），它只能用于具有较小时延扩展的信道。本文给出了一种适用于ＧＳＭ系统的部分连接神经网络均衡器，其复杂度与信道的时延扩展成正比，特别适用于具有较大时延扩展的恶劣信道。为了消除神经网络局部极小点引起的性能恶化，我们采用了均场退火技术。本文提出的均衡器既适于用模拟集成电路实现，又适于用数字集成电路实现。计算机仿真表明本文的方法具有比最常用的１６状态和３２状态ＶＡ更好的性能。

频率选择性慢衰落信道下的消息传递迭代均衡算法

针对频率选择性慢衰落信道,现有的迭代接收机性能与最优估计性能有较大差距,且复杂度高。为了提高频率选择性慢衰落信道均衡器的性能,提出了BP-EP-MF消息传递迭代均衡算法。该算法包含置信传播(Belief Propagation)、期望传播(Expectation Propagation)和平均场(Mean Field),其中MF算法处理非线性因子节点,EP算法降低计算复杂度。消息传递算法首先利用系统中的未知变量及关系建立信道的因子图模型,然后根据因子图上各部分的特点选择合理的、有效的消息更新规则和合适的消息更新机制,最后依据最大后验估计准则得到数据估计值。仿真结果表明,与非线性卡尔曼(EKF)迭代均衡器相比,消息传递算法(BP-EP-MF)均衡器的性能大幅提升、收敛速度加快、复杂度略微降低。

地空通信中基于贪婪算法的SC-FDE系统稀疏信道估计

针对在地空频率选择性衰落信道中,信道冲激响应具有时域稀疏特性的情况,提出了基于贪婪算法的单载波频域均衡（SC-FDE）系统稀疏信道估计方法。Chu序列是SC-FDE中常用的导频序列,对其进行分析并证明了将Chu序列进行循环移位所构造的导频矩阵满足RIP条件,将导频矩阵作为测量矩阵,把地空信道估计问题建模为稀疏重构模型,采用贪婪算法中的OMP和Co Sa MP算法对信道进行稀疏重构,仿真验证了所得信道估计较传统最小二乘（LS）信道估计方法更加准确。在相同的训练序列长度和信道环境下,利用所得信道估计对接收信号进行最小均方误差（MMSE）均衡,蒙特卡罗仿真结果表明,所提方法与传统LS信道估计方法相比,系统误码性能提高2~3 d B。

基于分层模型的SC-FDE系统低复杂度稀疏信道估计

针对单载波频域均衡(SC-FDE)接收机提出一种低复杂度的贝叶斯稀疏信道估计算法。该算法利用广义平均场(GMF)推理方法结合贝叶斯分层先验模型得到。在GMF推理方法中,使用辅助函数来等效未知变量的联合后验概率密度函数;然后对辅助函数进行因子分解,通过对待估计的稀疏向量的辅助函数进行不同大小的分块来实现降低复杂度的目的,而原始的高复杂度算法(SC-VMP-3L)是所提出的算法的特例。最后,将GMF推理方法用于频域均衡中。仿真结果表明,在信道估计精度和误码率方面,所提出的算法性能与SC-VMP-3L算法的性能接近,且明显优于传统的正交匹配追踪(OMP)稀疏信道估计方法。在复杂度方面,与SC-VMP-3L算法相比有显著降低。

时变水声信道的动态压缩感知估计

水声多径信道具有的稀疏特性已被应用于设计稀疏估计方法提高信道估计性能。然而,水声信道具有的快速时变特性,给传统稀疏信道估计方法带来了很大的困难。考虑到水声信道除了高时变性多径,还存在着相对静止,缓慢变化的直达径或者海底反射径,通过将水声信道建模为由静态和时变稀疏支撑集组成,把时变水声信道估计转化为动态压缩感知问题。结合卡尔曼滤波和压缩感知理论,并采用原始对偶追踪算法求解Dantzig selector模型,从而实现对复数域基于卡尔曼滤波器的压缩感知稀疏求解问题的处理。信道时变条件下的数值仿真及基于信道估计的判决反馈均衡器的海上实验结果表明,该算法相对经典的正交匹配追踪和最小二乘QR分解算法具有较明显的性能改善。从而说明,通过对时变水声信道进行动态压缩感知估计可有效提高估计性能。

多载波CDMA系统中的频域线性相位内插算法

多载波CDMA系统结合了正交频分复用(OFDM)技术和CDMA技术的优点,自1993年提出以来就受到了广泛的重视。本文主要讨论载波频偏对连续OFDM符号的影响,提出了一种新的频域线性相位内插算法来估计信道响应,以对抗载波频偏对连续OFDM符号引起的相位旋转。理论分析和仿真试验都证明我们提出的算法能有效减少载波频偏对系统性能的影响。这种新算法适用于使用导频信号块状分布的多载波CDMA系统或OFDM系统。