凸组合实时判决反馈稀疏水声信道盲均衡算法

针对高速水声通信信道稀疏特性,提出了一种凸组合实时判决反馈盲均衡算法。将盲均衡器分为保持均衡器支路和稀疏均衡器支路,以保持均衡器能量和权系数的瞬时梯度为判据,对稀疏均衡器支路对应抽头进行实时稀疏化处理。算法中避免设置稀疏化阈值,对不同稀疏水声信道和通信信号具有通用性,且对于时变稀疏水声信道可以利用保持均衡器支路恢复稀疏均衡器支路置零抽头系数,使算法对信道具有较强跟踪和冷启动能力。典型稀疏水声信道条件下的仿真结果证明,凸组合实时判决反馈稀疏水声信道盲均衡算法性能稳健,与全阶判决反馈盲均衡算法相比,计算简单,收敛速度快,稳态剩余误差小,有利于算法在水声通信系统中的推广应用。     

线性均衡器与判决反馈均衡器算法的学习曲线比较

为了说明判决反馈均衡器对信道中的码间干扰的消除作用,利用Matlab对线性均衡器和判决反馈均衡器在离散多径信道中进行仿真。最后,对两种算法的学习曲线进行分析对比,最终说明判决反馈均衡器的优越性。     

基于分数间隔均衡器的CMA＋DD双模式切换算法研究

研究了基于分数间隔均衡器的常数模与判决导引（DD）双模式切换算法,进行了多径水声信道盲均衡的仿真实验,验证了该算法的有效性。     

MIMO水声信道分数间隔自适应均衡的研究

 针对水声通信MIMO系统频率选择性衰落信道提出了一种分数间隔的判决反馈均衡器.结合采用二阶销相环路补偿载波相位偏移的方法,该均衡器消除了码间干扰,同时还降低了噪声增益.最后,通过仿真实验比较了单输入单输出(SISO)系统分数间隔判决反馈均衡和多输入多输出(MIMO)系统恒模算法的分数间隔判决反馈均衡器的特性.     

结合数字锁相环空间分集判决反馈盲均衡算法

为了克服常数模算法(Constant Modulus Algorithm,CMA)收敛速度慢、稳态误差大及复信道引起相位旋转的缺点,提出了结合数字锁相环的等增益合并空间分集判决反馈盲均衡算法。该算法利用空间分集技术来提高信噪比,利用判决反馈盲均衡器来克服码间干扰,利用二阶锁相环来跟踪信道的时变特性,具有纠正相位旋转、收敛速度较快、稳态误差小的优点。时变多普勒频移水声信道的仿真结果,验证了该算法的有效性。     

混合采用被动时反及RAKE接收的扩频水声通信方案

在多径水声信道条件下,时间反转和RAKE接收机技术是直接序列扩频通信系统利用多径能量提高通信性能的2种常用方法,但在实际环境中信道多径结构、信噪比等因素影响着时间反转技术和RAKE接收机技术的性能.针对这个问题,分析了时间反转技术和RAKE接收机抑制多径干扰的不同机制,并提出一种通过混合使用被动时反与RAKE接收来结合两者优点的扩频水声通信新方案.该方案在不同信道结构及信噪比条件下可优化选择合适的多径抑制手段从而提高系统稳健性.湖试实验表明:在高信噪比下,时间反转可利用高质量的探针信息对多径进行聚焦,在低信噪比下则通过RAKE接收机重组多径能量,从而更好地抑制多径,克服码间干扰,提高通信系统的稳健性.     

自适应均衡器在超短波高速数传系统中的应用

为满足超短波(VHF)频段高速数据传输的需求,将π/4 DQPSK调制与自适应均衡技术相结合。基于VHF信道特性,并综合考虑性能及复杂度因素,选用自适应判决反馈均衡器结构,并采用递归最小二乘算法实现快速收敛。仿真结果表明,采用低阶均衡器,在实测多径信道模型下可获得良好的接收性能,但在扩展多径信道模型下接收性能有所下降。实际应用中,应根据传输距离及具体的无线传播环境,合理设置均衡器的抽头个数。     

循环前缀不足空时编码协作OFDM系统的判决反馈均衡

在空时编码协作通信系统中,正交频分复用（OFDM）技术用于对抗各个中继节点到目标节点的时延干扰.中继到目标节点的信道可以被看作多径信道,当循环前缀长度小于时延长度时,符号间干扰无法完全消除.为了解决这个问题,在循环前缀不足的空时编码协作OFDM系统中引入判决反馈均衡器,设计了基于迫零准则和最小均方误差准则的两种判决反馈均衡器.仿真结果表明,这两种均衡器都能很好地改善系统性能,基于最小均方误差准则的判决反馈均衡器（MMSE-DFE）性能更佳.     

单载波高速相干水声通信技术研究

对单输入单输出系统(SISO)和单输入多输出系统(SIMO)单载波高速相干水声通信中时域判决反馈结合二阶数字锁相环路均衡技术进行了研究.采用低信噪比下鲁棒的稀疏水声信道估计算法(DAMP)估计信道,利用信道估计结果设计均衡器前馈、反馈阶数和均衡器初值,提高了系统鲁棒性.在厦门港进行了10km距离高速水声通信实验,结果表明:在厦门港10km距离,接收信噪比均值约为6dB的环境下,4kbit/s通信数据误码率均小于2%,传输图片清晰.结合多通道处理,误码率可降低到10-4数量级以下,提高了系统鲁棒性.     

基于统计特性均衡准则的联合盲均衡算法

研究了一种基于统计特性均衡准则的判决引导盲均衡结构,以有效克服水声信道多径衰落的不利影响,并针对水声信道的时变多普勒特性,引入数字锁相环技术,提出了一种基于统计特性均衡准则的判决引导盲均衡,与数字锁相环相结合的联合盲均衡算法,以快速纠正信道引入的载波相位旋转,加快算法的收敛速度.仿真结果证明了该算法的有效性.     

基于相空间重构和核主分量的水声信号增强

多径衰落是水声信道的主要特征,利用多径衰落信道具有的混沌行为,提出一种新的抗多径干扰的方法.建立基于混沌相空间的水声信道模型,利用核技巧φ(x)·φ(y)=k(x,y),通过核主分量分析提取相空间数据中累积贡献率达到90%的非线性核主分量,然后利用核主分量逆向投影回原相空间,通过去掉噪声干扰等次分量,提高水声衰落信号的信噪比.基于实测水声数据的仿真实验结果表明,该方法能将chirp水声信号信噪比提高7.76 dB,达到对多径衰落水声信号增强的目的.      

基于时反处理法的水下目标探测研究

水声信道存在多径效应、多卜勒频偏及各种噪声干扰.时反法能利用声波的互易性原理及波动方程的时反不变性,将收稿日期的信号进行时间反转后再重新发射,使得声音信号能够在原声源位置实现聚焦,可以有效地消除水声信道的多途效应.综述三种基于时反处理的水下目标探测方法:反复迭代法、DORT法(时反算子分解法)及MUSIC法(多信号分类算法).通过反复迭代进行时反操作,可以明显提高聚焦信号能量;DORT法和MUSIC法是在迭代时反的基础上进一步分析时反算子而得出的主动时反定位算法.利用DORT法及MUSIC法,可以对水下目标实现主动探测,定位出目标的具体位置.     

水声多径时延的自适应参数估计

从浅海声信道的特性出发，研究水下声信道的多径时延，提出自适应模型，给出水声信道自适应模拟的方法，以达到对水声多径信道的计算机模拟。模型的建立适合于自适应算法，较为简洁，在保证估计精度的情况下，可减少计算量，为水声信道的研究提供一种途径。     

浅海水声信道中Turbo码性能研究

针对复杂多变、强多途和大起伏的浅海水声信道,本文建立了包括时变衰落、多途和加性干扰在内的信道仿真模型及Turbo码编/译码结构.通过计算机仿真,研究了浅海水声信道中的Turbo码性能及Turbo码性能随多途效应、衰落率和信道交织器等的变化.结果表明:在水声通信可接受的信噪比范围内(10～20 dB),Turbo码具有良好的性能(误比特率小于10-4);浅海水声信道中,Turbo码性能随多途路径数的增加而下降;Turbo码性能随衰落率的减小而略有下降;浅海水声信道中,信道交织器可改善Turbo码性能,并弥补由于衰落率不同而造成的性能差异.     

基于判决反馈均衡的水声信道估计与通信算法

在分析基于最小均方信道估计算法的基础上,对计算量较小的匹配追踪算法进行改进,引入路径门限调整机制以克服虚假路径造成的不良影响,利用重要路径权系数的2次迭代修正方法,进一步提高了水声稀疏信道的估计精度;借助于信道估计值进行均衡系数的解算,利用判决反馈均衡器(DFE)的输出信号对信道估计质量进行实时评估,提出了一种基于DFE的信道长度自适应选择的信道估计算法,同时,通过仿真和实地实验验证了其有效性.结果表明,所提出的算法能够在未知水声环境下实现对信道估计算法的自适应调整以及对预估信道长度的合理选择,以较高的计算效率而实现对水声信道的精确估计,满足未知水声信道环境下的精确信道估计及通信应用需要.     

基于LDPC编码的水声OFDM系统设计

水声信道是目前通信环境中最为恶劣的信道,只有采用强有力的调制编码方式才可能实现高速可靠的通信.笔者提出了一种水声LDPC-OFDM系统设计方案,采用LDPC码进行纠错,并用一个均衡器消除多普勒频移引发的载波间干扰,从而提高通信质量.仿真结果表明该方案能够得到理想的增益.     

多径传播的水声信号模拟研究

对海洋水声信道特性进行了分析，阐述了中远距离浅海声环境多径效应的形成机理，构造了适合于计算机实时模拟的水声数据信号数学模型。用计算机模拟实现了通过调节发射信号载波频率及多径效应干扰程度等参数来调整水声信号。     

浅海水声信道自适应均衡算法

浅海水声信道是一个典型的带宽受限、时变衰落信道,存在着时变的多径扩展、频率偏移以及随机相位起伏.在水声相干通信中,自适应均衡是克服多径效应、消除码间干扰的主要手段.针对在实际应用中自适应均衡算法对步长参数选择的敏感性,进行了浅海信道水声相干通信均衡算法研究,结合录制的水声信道数据,通过Matlab软件,从星座图、算法收敛特性以及系统的误码特性这3个方面对几种均衡算法的性能进行了分析比较.结果表明,最小均方(LMS)平行滤波器组算法具有自适应调整步长的性能,且能获得较快的收敛速度和较小的误码率,验证了该算法在水声信道中的实用性.