用于MIMO SC-FDE系统逼近分集接收界的迭代检测算法

为了提高MIMO SC-FDE系统的检测可靠性、降低系统复杂度,提出一种新的迭代干扰消除检测算法,并推导出分集接收界作为评价算法性能优劣的依据.该检测算法采用基本的线性均衡算法提供初始值,在迭代中尽量消除层间干扰,利用空间分集增益逐步提高检测可靠性.结果表明,该算法在4QAM调制方式下,E b/N 0为9 dB时逼近分集接收界;在16QAM调制方式下,E b/N 0为16 dB时逼近分集接收界.该算法一轮迭代的计算复杂度与发射天线的数目成线性关系,天线规模为3×3以上时算法复杂度低于V-BLAST.因此,所提算法适用于天线规模数大于等于3、调制进制数大于等于4的系统中,在倾向于采用large MIMO系统的5G及后5G时代具有高效性和实用性.

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。

快速QAM信号多模盲均衡算法

该文提出一种改进的QAM信号的多模盲均衡算法,其利用发送信号的实部(或虚部)信息构造代价函数。并且,提出了通过共轭梯度算法得到均衡器最优权的算法,该算法具有二次收敛性,与传统恒模算法和多模算法相比较,有非常快的收敛速度和非常少的计算量,并且均衡效果相当。最后,通过误码率和收敛速度分析该算法的可靠性和有效性,通过计算机仿真证明了该算法的有效性。

基于频域盲解卷积的机械设备状态监测与故障诊断

在频域盲解卷积(FDBD)模型的基础上,重点论述了其在工程信号特征提取中的关键技术:抑制循环—部分卷积误差的方法、次序不确定性的消除方法以及复数域盲分离算法的原理和应用。针对复杂环境或复杂机械设备结构中声、振信号的特征提取,全面综述了频域盲解卷积技术在机械设备状态监测和故障诊断中的研究现状,利用声学实验验证了其实际应用价值。最后指出了未来需要进一步研究的主要问题。

少模光纤通信系统中的自适应频域均衡算法

少模光纤模式复用存在模式耦合和差分模式时延,必须通过自适应均衡算法补偿。为了降低长距离少模光纤通信系统中自适应均衡算法的复杂度,采用基于变步长-频域块最小均方算法的多输入多输出均衡器对2×2模分复用系统解复用。利用频域块最小均方自适应算法修正均衡器权系数,并通过变步长函数调整步长因子,兼顾算法收敛速度和收敛性能。算法可通过快速傅里叶变换降低计算复杂度。在112Gbit/s的1000km少模光纤高速通信仿真系统中,保证相同收敛速度情况下,提高信号Q2因子3.7d B,并在可编程现场门阵列上验证了100km少模光纤通信系统时的算法性能。结果表明,该算法能够实现模分复用系统的信号解复用,达到快速收敛、低稳态失调的目的。

基于EM-SBL迭代的稀疏SIMO信道频域盲均衡算法

针对单输入多输出系统下稀疏信道均衡问题,提出了一种新的基于最大似然准则的频域迭代均衡算法.首先将多天线联合均衡问题建模为非完整观测数据集下频域信号序列的最大似然估计问题,利用期望最大化算法进行近似迭代求解,最终得到各个单频信号加权求和形式的均衡输出表达式.在每次迭代过程中,算法依次完成均衡输出的更新和信道参数联合条件后验分布的更新.考虑到信道固有的稀疏特性,在求解信道参数联合条件后验时,引入具有稀疏促进作用的先验分布对信道系数加以约束,使用稀疏贝叶斯学习迭代求解信道参数联合条件后验.仿真结果表明,本文算法具有较好的收敛特性和稳态性能,在中高信噪比条件下可以获得接近信道已知条件下的稳态系统误符号率性能.

频率选择性衰落OFDM的半盲信道估计算法研究

从系统性能分析和设计的角度详细地研究了基于无线HIPERLAN2通信协议的OFDM(orthogonal frequency division multiplexing,正交频分多路复用技术)系统信道估计与均衡的一种半盲算法,提出了结合直接法和Cholesky分解法的切换盲算法。这种半言算法综合了全盲算法得到的信息与已知导频符号,充分利用了原发信号的统计特性和OFDM帧结构中插入的导频符号,克服了全盲和导频训练序列存在的问题,且不需额外的带宽。仿真结果表明,在误比特率和收敛性方面,该算法比现有的主要三种全盲算法有更好的收敛和抗干扰特性。

OFDM水声通信改进频域均衡算法

针对传统频域均衡算法的缺点,在对多径效应所造成的影响进行深入分析的基础上,从均衡原理和结构出发,提出一种新型的频域自适应均衡算法.仿真结果证明,新算法能够在较少循环前缀参与情况下,对多径效应进行有效补偿,消除较长冗余前缀造成的不利影响,保证水声通信系统的高速、可靠运行.最后,针对新算法运算量增大的问题,提出可行的简化算法.

消除冗余循环前缀的水声信道OFDM频域均衡算法

针对OFDM传统频域均衡算法依赖较长冗余循环前缀,造成水声信道利用率下降的问题,依据OFDM的调制解调原理,在对水声信道多径效应造成影响进行数学建模的基础上,引入多级缓冲机制和判决反馈机制,提出了新型的判决反馈OFDM频域均衡算法。对算法计算量进行了简化,并给出均衡器阶数自适应选择方案。通过仿真和水池实验,证明新算法可以在完全没有循环前缀参与情况下,实现对多径效应的有效补偿,保证了有限水声信道带宽条件下的高速、低误码率的可靠通信。

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。

基于FABA-SISO的时变频率选择性衰落信道CPM信号盲均衡

该文针对时变频率选择性衰落信道下高阶连续相位调制(CPM)信号盲均衡中存在的均衡性能较差、复杂度较高以及收敛速度慢等问题,从双向自适应信道均衡的角度出发,将线性调制信号均衡中使用的前后向自适应软输入软输出(FABA-SISO)算法推广,建立一种新的基于FABA-SISO的信道盲均衡方法,并结合逐幸存处理(PSP)思想和Kalman滤波,提出一种适用于高阶CPM信号的自适应盲均衡算法。该算法通过使用FABA-SISO算法,同时利用过去、现在和将来的观察数据进行Kalman滤波信道估计,有效改善了信道估计的精度,同时使用PSP算法来降低系统的复杂度,使得算法具有较好的工程应用性。仿真结果表明所提算法具有良好的盲均衡性能以及收敛性。

基于Turbo信道编码的SC-FDE系统

针对传统单载波频域均衡(SC-FDE)系统在复杂多径信道下误码率较高的问题,提出基于Turbo信道编码的SC-FDE系统。研究该系统在瑞利衰落信道下的误码率,比较不同Turbo译码方法和不同译码迭代次数下的系统性能。仿真结果表明,与无信道编码的SC-FDE系统相比,基于Turbo编码的SC-FDE系统误码率降低了5个数量级,在信噪比为10dB的情况下可以达到10-7,增强了数据传输的可靠性,更适合未来高速高效通信的要求。

单载波宽带MIMO系统广义近似消息传递Turbo频域均衡

针对编码单载波循环前缀(SC-CP)多输入多输出(MIMO)系统,该文采用消息传递算法研究软输入软输出MIMO频域均衡器(FDE)的设计问题。基于广义近似消息传递(GAMP)算法,该文提出一种新的低复杂度MIMO频域均衡方法。这种消息传递MIMO均衡方法的显著特点是既保留了SC-CP传输所产生的频域均衡的优点,同时又避免了传统MIMO FDE中逐频点MIMO矩阵求逆运算,所以具有随MIMO系统接收天线数增加而线性增长的计算复杂度。计算机仿真结果表明,与传统方案相比,该文提出的MIMO频域均衡算法具有明显的误码率(BER)性能优势。

多模盲均衡算法剩余码间干扰的近似表达式

给出了多模自适应盲均衡算法所能达到剩余码间干扰的近似表达式,该表达式是关于迭代步长、均衡器阶数、输入信号统计量、信噪比和信道能量的函数.经仿真验证,该近似表达式较准确地反映了剩余码间干扰与均衡时各参数的数值关系.式中的信道能量和信噪比可以通过算法估计或实际测量获得,因此,新表达式在一定程度上可以代替仿真的方法,用来设计均衡器所需的自适应步长和阶数以及比较不同盲均衡算法的性能.

VS-CMA盲均衡算法在短波数据通信中的应用研究

在美军标MIL-STD-188-110B基础上,改进短波（HF）数据通信发送端数据流结构,以便接收端对信号进行盲均衡处理。基于8PSK调制信号的峰度为恒定值的统计特性,提出采用均衡输出信号的峰度与理想信号的峰度差异,以调整恒模算法（CMA）的步长因子;并针对国际电联推荐的短波信道参数,进行了算法的性能仿真。仿真分析表明该算法对慢衰落的短波信道具有较好的均衡效果,对快衰落信道的均衡能力有限;应对快速衰落信道,算法还有待进一步改进。

时域自适应均衡技术的分析与应用

概述了频率选择性衰落信道的传输特性,论述了采用均衡技术的必要性。通过对各种均衡器结构和自适应均衡算法在抵抗符号间干扰能力、收敛速度以及运算复杂度等方面的分析与比较,选择了判决反馈作为均衡器结构、最小均方自适应算法作为自适应准则的均衡器方案。仿真及试验结果证实了设计的时域自适应均衡器不仅具有较强的抵抗符号间干扰能力,而且能够获得隐分集增益,在频率选择性衰落信道中具有良好的应用效果。

基于联合误差控制的变步长双模盲均衡算法研究

针对CMA+DDLMS双模式盲均衡算法对相位不敏感、收敛速度慢、突然切换容易造成误码率升高以及算法不稳定等问题,提出一种基于联合误差控制的变步长双模切换盲均衡算法。与现有双模式算法相比,新算法引入变步长因子有效提高算法收敛速度,同时采用联合绝对剩余误差和判决区域控制的双模切换保证算法的稳健性。采用16QAM系统的仿真结果表明,新算法具有抗干扰能力强、收敛精度高和收敛速度快等特点。

单载波频域常模盲均衡算法

通过将信号时域常模特性转化为频域常模,提出一种单载波系统频域常模盲均衡算法,解决了常模算法在频域中无法实现的问题。算法复杂度表明,该方案计算量明显低于宽带系统时域子空间分解方法,且相比于现有文献[6]中的单载波系统常模盲均衡算法,其复杂度也大为降低。文中,常模算法从时域到频域的转换是基于输出信号幅值收敛为1的特性而得,因此变换条件(8)成立,故而时域到频域的转换不会影响算法误差性能,仿真实验结果证明了这一点。

基于选择性合并频率分集的多载频盲均衡算法

水声信道的多径传播和衰落特性常在接收端引起码间干扰,严重影响了水声通信质量。为了减少码间干扰,提高通信质量,在分析频率分集技术和常数模盲均衡性能的基础上,提出了一种基于选择性合并频率分集的常数模盲均衡算法(SC-CMA)。该算法利用了频率分集来减少衰落的影响,克服码间干扰,具有收敛速度快、均方误差小的特点。计算机仿真结果,验证了该算法的有效性。

卷积混合信号频域单源盲分离方法

利用滑窗短时傅里叶变换将信号时域卷积混合形式转换到频域瞬态混合形式,这样可用瞬时混合模型中各种成熟的ICA算法进行卷积混合信号的盲分离。基于卷积混合信号频域盲分离算法,针对实际环境分离滤波器阶数较高的情况,在每个频率点利用一种快速收敛的单源算法即复数固定点算法,一次分离出一个源信号。为防止每次分离收敛于同一信号,采用抽气技术,把分离出的源信号从待分的混合信号中抽出,同时解决其存在的排序和幅度不一致的问题,实现卷积混合信号的盲分离。计算机仿真证实了该方法的有效性,对油气勘探具有参考价值。