宽带MIMO系统低复杂度压扩变换

针对循环前缀（cyclic prefix, CP）编码单载波(single carrier, SC)空间复用多输入多输出（multiple-input multiple output, MIMO）系统,基于变分推理,本文提出一种新的低复杂度压扩变换Turbo频域均衡（Turbo frequency domain equalization, TFDE）算法。相对于传统的TFDE算法,文中算法有两点明显不同,一是采用解码器压扩后验信息,计算软输入软输出（soft in soft out, SISO）频域均衡器（frequency domain equalizer, FDE）的数据先验均值和方差矩阵,二是采用SISO FDE外部数据均值、方差以及解码器压扩外信息,计算解码器先验信息。分析和仿真结果表明,这种新的TFDE算法在误码率（bit error rate, BER）性能、迭代收敛速度和总体计算复杂度方面均优于传统的MIMO TFDE算法。     

基于变分推理的Turbo频域均衡与信道估计

针对时变频率选择性信道下的单载波编码传输系统,提出了基于变分推理的低复杂度Turbo频域均衡与信道估计联合迭代算法。所设计的软输入软输出检测器和子块间干扰抵消器能统一处理信道估计误差的影响。通过分析接收信号因子图,提出了算法实现的双迭代结构,内迭代完成联合频域均衡与软信道估计,外迭代进行软干扰抵消和解码。仿真结果表明,所提出算法的误码率性能和对叠加训练信号强度的稳健性均优于具有相似复杂度的期望最大化方案。     

OFDM系统在短波信道上的线性均衡方法

由于短波信道CHF的时变和多径,使OFDM信号的正交性受到损失(产生子载波间干扰ICI),从而导致了码间串扰(ISI),误码底板上升,并且随着信道的多普勒频率的增加而增加。针对这种情况,提出了一种简单的频域均衡方法。这种均衡方法假设:在一个OFDM块期间,信道的冲激响应(CIR)是线性变化的,而常规的单抽头频域均衡器对频率选择性多径衰落信道的补偿是假定在一个FFT块期间信道是静态的。当相对多普勒频率在范围(1.0005.0相似文献   

用于短波高速数据传输的迭代合并均衡算法

在短波高速数据传输系统中,为了消除电离层反射信道所产生的符号间干扰和快速时变深衰落,依据最小均方误差准则提出一种迭代合并均衡器及其算法。所提算法对空间分集合并和均衡进行联合优化,并与译码器交换软信息进行迭代,从而充分利用时域和空域信息。为降低迭代引入的运算量,进一步提出一种基于自适应选择机制的低复杂度算法。仿真结果表明,所提算法能够明显改善短波数据传输系统的接收性能,而低复杂度算法则在保证算法性能的前提下使运算量得到有效控制。     

Particle filter based stochastic interference cancellation for frequency-selective MIMO channel equalization

To mitigate the effects of the previous symbol decision errors of a decision-feedback(DF)equalizer on the current decision,a particle filter(PF)based DF equalizer for frequency selective multiple-input-multiple-output (MIMO)channel is proposed.On the basis of the analyses of DF equalization for the MIMO wireless system,it is found that a stochastic interference cancellation(IC)scheme call be employed to prevent the error propagation in a severe space-time interference scenario.This is because the random rather than the deterministic scheme can reduce the probability of an error decision even if an error decision occurs.Besides,the signal-to-interference-plus-noise ratio(SINR)based IC order,which is obtained via pilot,Can guarantee the optimality of the cancellation.The bit error rate(BER)performance of the proposed scheme is verified through simulation experiments under different multipath interference environment.     

一种分数间隔MMSE块均衡器

针对符号间隔块均衡器有着对定时误差非常敏感的缺点,提出了一种分数间隔MMSE块均衡器,包括线性均衡器和判决反馈均衡器.该均衡器可以用于非理想信道块通信系统中消除码间串扰,也可以应用在码分多址通信中进行联合检测.计算机仿真结果表明,与传统MMSE块均衡器相比,该均衡器在计算复杂度增加极小的情况下获得了较大的性能提升,而且对定时误差不敏感.     

基于STBC技术的DCSK通信系统性能分析

差分混沌相移键控(differential chaos shift keying,DCSK)技术具有较好的抗噪声性能以及较低的检测复杂度,但是其传输速率比较低。为了提高其传输速率,提出了一种基于空时块码(space time block code,STBC)技术的DCSK通信系统。该系统充分利用了不同混沌信号之间具有较好的互相关性的特点,采用解码复杂度低的非相干解调技术,具有良好的抗噪声性能、不需要信道状态信息的优点。推导了在多径瑞利信道中STBC-DCSK系统的误码率性能。大量的仿真实验结果表明,提出的STBC-DCSK系统在损失了微小的系统误码率性能的情况下,进一步提高了传输速率。     

基于动态功率阈值降低PAPR的部分传输序列算法

为了改善正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系统的峰均功率比(peak-to-average power ratio, PAPR)性能,提出了一种基于动态功率阈值的低复杂度部分传输序列(partial transmit sequences, PTS)方法。在新的PTS方法中,引入了基于功率的判别函数,并给出了一种基于功率合理选择阈值的方法。在选取最小的PAPR值进行传输时,只对P-n大于等于阈值的样本信号进行峰值功率的计算。与传统的PTS算法相比,本文提出的算法在保证PAPR性能和误码率的情况下,能够更有效地降低计算复杂度。     

水声信道快速收敛自适应均衡算法

从提高自适应均衡算法水声信号收敛性能的角度出发,提出了一种新的快速收敛水声信道自适应均衡算法。该算法将改进的归一化均方误差算法和判决反馈均衡器结构有机结合,在不增加计算量的前提下,很好地实现了不同水声信道的自适应均衡,易于算法的硬件实现。仿真结果表明,该算法计算量同归一化最小均方(normalized least mean square, NLMS)误差算法的计算量相当,但在稳态误差和收敛速度上有很大优势;收敛性能与自适应调整最小二乘回归〖CD*2〗判决反馈均衡器(variable tap-length decision feed-back equalizer based on recursive least square, RLS-DFE)算法接近,却克服了RLS-DFE算法计算量大,不利于硬件实现的实际问题。提出的算法为水声通信提供了一种性能优良的可实现方法,具有较高的应用价值。     

基于联合极性迭代的载波相位恢复盲均衡算法

为了克服基于统计特性均衡准则的线性盲均衡器均方误差大、计算复杂及多途信道引起的载波相位旋转等问题,在研究基于极性迭代的线性盲均衡器与判决引导盲均衡器的基础上,引入数字锁相环技术,提出了一种基于联合极性迭代的载波相位恢复盲均衡算法.该算法利用极性算法来减小计算量,利用判决引导算法来减小均方误差,利用锁相环技术来克服多径衰落信道引起的载波相位旋转.水声信道盲均衡的仿真结果表明:该算法均方误差小,收敛速度快,计算复杂度低,并能快速纠正信道引入的载波相位旋转.     

基于LDPC码与星座旋转准正交STBC的级联编译码方法

在4×4多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统中,为了同时达到全分集增益和全速率数据传输,进而达到降低系统误码率及提高系统可靠性的要求,提出将低密度奇偶校验(low density parity check, LDPC)码与基于星座旋转的准正交空时分组码级联的编码方案,并找出了在全数据传输速率的前提下能够获得满分集增益的最优旋转角度。仿真结果表明,该级联编码方案误码率低于传统的LDPC编码与空时分组码级联的编码方案,在误码率为10^-5的情况下,比LDPC码与正交空时分组码级联的编码方案有8 dB左右的增益。     

OFDM系统中基于盲检测的低复杂度分块SLM算法

为了降低正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系统中传统选择性映射(conventional selected mapping, CSLM)算法的计算复杂度,提高系统的频谱利用效率,提出了一种基于盲检测的低复杂度分块选择性映射(block selected mapping, BSLM)算法,发送端利用逆快速傅里叶反变换(inverse fast fourier transform,IFFT）性质仅需少量低维IFFT运算即可获得较多的备选序列,接收端采用低复杂度的盲检测方式。仿真分析了所提算法的峰均功率比(peak to average power ratio, PAPR)、立方度量(cubic metric, CM)和误比特率(bit error rate, BER)性能。结果表明,所提算法不仅明显降低了计算复杂度,而且有效抑制了OFDM信号的PAPR和CM,获得与已知边带信息的CSLM算法相近的BER性能。     

基于双层符号常数模的多径水声信道盲均衡算法

针对常数模算法(CMA)及符号常数模算法(SCMA)迭代中的大量乘法运算会产生延时的不足，提出了双层符号常数模算法(DSCMA)。该算法采用逐级取符号的办法，将迭代过程中的大量乘法运算转化为比较运算，大大减少了计算量。而基于双层符号常数模的多径水声信道盲均衡器，具有收敛速度快，超量均方误差和计算复杂度小等特点。用负声速梯度信道及深海信道对该盲均衡器性能进行的仿真研究表明：该盲均衡器对多径干扰有良好的抑制作用，对水下数据通信有很强的实用价值。     

MIMO-OFDM系统中联合时域和空间域信号处理的改进PTS算法

为了降低多输入多输出正交频分复用(multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing, MIMO-OFDM)系统中传统部分传输序列(partial transmit sequence, PTS)算法的计算复杂度,提出了联合时域和空间域信号处理的改进PTS算法。在时域信号处理部分,通过信号子块循环移位实现备选序列的增加;在空间域部分,利用天线间信号子块交换实现峰均功率比(peak to average power ratio, PAPR)抑制。同时在接收端 ,利用子块相位旋转引起的相位差异,本方法通过比较接收信号与星座点的距离,可以实现信号的盲检测,从而有效高MIMO-OFDM系统的频谱利用率。仿真结果表明,提出的方法能有效地抑制MIMO-OFDM信号的PAPR,而且明显降低了传统PTS算法的计算复杂度,同时可获得跟传统PTS方法已知边带副信息时相似的比特误码率(bit error rate, BER)性能。     

基于不同奇对称误差估计的盲均衡算法

为了研究盲均衡算法中误差函数形式对盲均衡器性能的影响,定义并分析了不同奇对称误差函数的特点,提出了基于不同奇对称误差估计的变步长盲均衡新算法（DOSVCMA）。该算法充分利用误差函数的对称性来减小均方误差,利用变步长来加快收敛速度,在步长特性参数相同的前提下,用深海声道轴信道和双径水声信道对该算法进行了仿真研究。结果表明,用不同奇对称误差函数设计的均衡器,在收敛速度和收敛后均方误差方面的性能是不同的,但比常规的变步长盲均衡算法（VCMA）的性能优越,这一研究为提高盲均衡器性能提供了一条途径。     

时延优化的多信道MMSE均衡

无线通信系统中的接收机通过分数采样得到一个单输入多输出的多信道模型。研究了此多信道系统的均衡问题，给出了基于最小均方误差的多信道均衡器结构，其中每个子信道都对应一个最佳时延参数，理论分析给出了此最佳时延的一个较窄的取值范围。仿真与分析表明，在此范围内，各子信道时延取为子信道阶数加一时，系统性能并没有大的损失，可以接受，同时在这种情况下均衡器的实现结构大为简化。     

OFDM系统中基于时域信号部分循环移位的低复杂度PTS算法

为了降低正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)信号的峰均功率比(peak to average power ratio, PAPR),提高系统的误比特率(bit error rate, BER)性能,提出了一种结合时域信号分割和部分子块循环移位的低复杂度部分传输序列(partial transmit sequence, PTS)算法,发送端仅需要一次快速傅里叶反变换(inverse fast fourier transform, IFFT)运算即可获得多个备选序列,接收端通过比较反向旋转序列与最近星座点的距离来恢复时域循环因子,实现了信号的盲检测。采用了两种不同的最佳序列选择准则:最小PAPR和最大相关性准则(cross correlation, CORR),并仿真分析了系统的PAPR性能和BER性能。结果表明,所提算法有效地抑制了OFDM信号的PAPR,提高了系统的BER性能,与传统PTS和选择性映射算法相比,明显降低了计算复杂度。     

基于空时分组编码的水声MIMO通信系统仿真研究

为了提高水声信道的信道容量,将多输入多输出（MIMO）技术用于水声信道,提出一种基于空时分组编码（STBC）的MIMO通信系统。为了抵抗水声多径传播造成的频率选择性衰落,接收机采用MIMO判决反馈均衡器,结合二阶锁相环路补偿载波相位偏移,将水声信道转换为频率非选择性信道。通过计算机仿真证明了该方法的有效性,并与单输入单输出（SISO）系统以及采用空时网格编码（STTC）的MIMO系统进行了性能对比,结果表明STBC和STTC可以获得两倍于SISO的频带利用率和较低的误码率,STBC系统的误码率性能比STTC略差,但编译码计算量远低于STTC系统,更适于实际应用。     

基于正交小波变换的奇对称误差函数盲均衡算法

针对常数模（Constant Modulus Algorithm,CMA）收敛速度慢、均方误差大的缺点,在分析基于正交小波变换的盲均衡器结构及奇对称误差函数的特性基础上,提出了一种基于正交小波变换的奇对称误差函数盲均衡算法（WT-OSE,orthogonal Wavelet Transform based Odd Symmetry Error function blind equalization algorithm）,该算法通过归一化正交小波变换来加速收敛速度,用误差函数的奇对称性以减小均方误差,利用变步长来进一步加快收敛速度。水声信道的仿真结果表明,该算法具有较快的收敛速度和较小的均方误差。

Abstract：

Aiming at the slow convergence rate and big mean square error of Constant Modulus Algorithm（CMA）,orthogonal wavelet transform based odd symmetry error function blind equalization algorithm blind equalization algorithm was proposed,on the basis of orthogonal wavelet transform based blind equalizer structure and characteristics of odd symmetry error function,the convergence rate of the proposed algorithm could be improved by normalized orthogonal wavelet transform and its mean square error could be reduced by odd symmetry of error function and the convergence rate was further improved via using the performance of variable step size.Simulation tests with underwater acoustic channel indicate that the proposed algorithm has not only faster convergence rate but also less mean square error.     

有效降低系统PAPR的低复杂度SLM方案

为了降低正交频分复用系统的峰均功率比(peak-to-average power ratio, PAPR),提出了一种基于分块思想的低复杂度PAPR抑制方案。该方案首先将原始信号等分为两个子块,然后将每个子块数据通过快速傅里叶逆变换处理后,与转换向量进行循环卷积生成备选子块序列,同时引入随机相位序列生成更多的备选子块序列。最后,从两个备选子块序列中分别挑选出PAPR最小的子块序列,合并成最优信号进行传输。性能分析表明,当每个转换向量模块生成的备选子块数量大于等于5时,提出的方案可以在保持较低计算复杂度的同时,实现PAPR性能的大幅度改善。