基于求根MUSIC算法的低复杂度OFDMA频偏盲估计

为了解决OFDMA系统频率同步困难的问题,针对子载波交织分配的OFDMA上行链路提出了一种基于多项式求根的多用户载波频偏盲估计算法.首先对接收信号的协方差矩阵进行特征值分解,并利用噪声子空间的特征向量构造一个多项式,然后求解最接近于单位圆的K个根来获得各个载波频偏.此算法的优点是能够在一个OFDMA符号块内同时估计出所有用户的载波频偏而无需信道状态、训练序列和导频等先验信息,同时在低信噪比下也具有良好的准确性.通过仿真表明,相对于一般的谱峰搜索方法,算法不仅减少了噪声对频偏估计的影响,而且有着更低的计算复杂度和更高的分辨率.     

基于TD-LMS算法的OFDMA上行链路载波频偏补偿

针对OFDMA上行链路的通信系统,各用户存在不同的子载波频偏,导致子载波正交性的破坏,本文提出一种基于最小均方误差(MMSE)的时域自适应算法(TD-LMS)来补偿子载波频偏引起的干扰。该算对OFDMA系统接收端的时域信号进行无偏估计,然后利用估计量来调整频偏值,最后利用TD-LMS算法进行自适应消除。与传统的算法相比,此算法无需获得子载波频偏范围的先验知识。仿真结果表明,该算法对各用户的子载波频偏的估计精度较高,而且补偿的效果更明显。     

基于加权L1范数的CS-DOA算法

针对基于L1范数约束的压缩感知理论的恢复算法出现虚假目标,恶化DOA估计性能的问题,提出了一种基于加权L1范数的CS-DOA估计算法.该算法利用噪声子空间与信号子空间的正交性,构造了一个加权矩阵,然后对L1范数约束模型进行加权.通过此加权处理,该算法能够使恢复的系数向量具有更好的稀疏性,并能有效地抑制伪峰,从而获得更精确的DOA估计.仿真结果验证了算法的有效性.     

一种改进的MIMO-OFDM系统频偏估计方法

针对传统的2个训练符号的载波频偏估计算法提出一种改进算法,并设计出一种新的频偏估计器对多入多出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的不同信道的整数频偏和小数频偏进行估计.该算法仅利用单个训练符号来进行频偏估计,其训练符号采用正交性良好的Walsh序列来设计,用以区分不同的信道;利用同一训练符号内相邻的偶数子载波上数据的差分关系完成整数频偏估计.仿真结果表明,新的频偏估计器可以获得较好的载波频偏估计性能.     

单通道记录信号的OFDM系统频偏估计新方法

提出了一种利用独立分量分析(ICA)技术估计正交频分复用(OFDM)系统频偏的新方法.传统的ICA算法进行频偏估计需要通过不同手段获得多路混合信号,该方法只需利用相关检测技术处理单路OFDM信号,获得观测信号向量,通过ICA算法分离出含频偏信息的信号,然后估计OFDM系统的频偏.与传统的频偏估计方法相比较,该方法不需要信道状态信息(CSI)和辅助信息,不需要额外的带宽,大大降低了系统实现的复杂度,因此具有一定的优越性.仿真结果表明,该方法频偏估计准确度较高,估计范围可以达到±0.5倍的子载波间隔.     

一种新的CPM信号载波同步算法

针对连续相位调制(CPM)信号载波同步中存在的估计精度低、信噪比适应能力弱以及计算复杂度高等问题,提出了一种基于数据辅助的CPM信号载波同步算法。首先分析建立了预编码CPM调制同步系统的数学模型,并据此推导了信号相位估计值的对数似然函数;然后利用后验概率均值实现对载波同步参数的精确估计,同时对算法的相偏估计精度和频偏估计范围进行了理论分析;最后利用蒙特卡罗仿真实验验证了所提算法的有效性。理论分析和仿真结果表明:新算法对CPM信号载波同步精度高,信噪比适应能力强,且能够适用于大频偏环境,同时在计算量上相比EM算法具有一定优势。     

MIMO-OFDM系统低复杂度的同步参数与稀疏信道联合估计

由于MIMO-OFDM系统中载波频偏、采样频偏、符号定时误差等多个同步参数及信道的影响,文中提出一种同步参数与信道的最大似然（ML）联合估计算法.稀疏衰落的情况下,该算法使用基于压缩感知（CS）的信道估计,通过较少的接收样值来恢复稀疏信道,以降低复杂度.仿真中通过数值模拟对估计性能进行分析.结果表明,该算法在保持较低复杂度的同时,可获得理想的性能.     

低复杂度的大规模MIMO分布式信道估计

针对大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)系统传统信道矩阵获取方式导频开销大、计算复杂度高的问题,提出了一种低复杂度的二阶段分布式信道估计方案。该方案的初始阶段在基站侧采用传统压缩感知算法恢复信道矩阵,第2阶段在用户端利用信道的时间相关性,将大规模MIMO的角度域信道分解为密集部分和稀疏部分,并分别估计以实现连续信道追踪。稀疏部分信道通过所提的分布式自适应弱匹配追踪(distributed adaptive weak matching pursuit, DAWMP)算法,利用子信道的联合稀疏性进行多维重建。相比于线性最小均方误差(linear minimum mean square error, LMMSE)算法,所提方案的信道分解策略有效减少了在用户端进行信道估计的计算复杂度。仿真结果表明,所提算法与经典压缩感知信道估计算法相比,计算复杂度降低了约33%,算法性能提升了约0.5 dB。     

基于块稀疏的低复杂度宽带MIMO-OFDM稀疏信道估计方案

CoSaMP压缩采样匹配追踪算法是一种有效且可靠的稀疏信号重构算法。针对大多数宽带MIMO-OFDM稀疏信道估计方案中常被忽略的信号内部特殊结构问题,采用MIMO-OFDM系统模型,分析信号块稀疏结构特性,研究了CoSaMP算法的改进问题。仿真结果表明,与其他信道估计方案相比,所提方案在未知信号稀疏度值的情况下依旧获得了接近理想状态下的系统和速率、归一化均方误差和信号重构效率,有效降低了计算复杂度。可见,所提方案具有很好的信道估计性能。     

低复杂度的压缩感知信道估计方法

针对采用非正交多载波调制的无线通信系统中,信道的稀疏度未知且非零稀疏路径随时间变化的问题,提出了一种基于导频信号互相关运算的压缩感知信道估计方法,利用接收端导频信号互相关计算对信道稀疏度及非零稀疏路径的时延分布进行预估,结合改进的低复杂度压缩感知重构算法得到信道估计结果.针对非正交多载波调制系统具有频谱利用效率高、信道环境适应性强的优点,对非正交多载波调制系统的导频图案进行优化设计,提高压缩感知信道估计算法的精度.仿真结果和理论分析表明:该方法不仅能够提高非正交多载波调制系统的频谱效率,还可以降低系统传输误码率与计算复杂度.     

基于交替迭代的压缩感知多目标定位算法

针对目前的多目标定位算法在定位精度等方面的不足,将交替迭代应用于压缩感知多目标定位方法。该方法首先利用压缩感知理论将传感器感知到的目标信号强度矩阵表示为测量矩阵与稀疏向量的乘积,将多目标定位问题转换为对稀疏信号的重构问题;然后运行传统压缩感知定位算法得到目标的粗略位置估计;最后通过交替迭代对定位结果不准确的目标进行精确定位。交替迭代过程中,采用菱形搜索寻找目标的精确位置。仿真结果表明:与传统的基于压缩感知的定位算法相比,该算法提高了不在网格中心的目标定位精度,改善了多目标间相互影响对定位干扰大的问题,具有较高的多目标定位精度。最后,以重庆某电力公司的室内运维巡检区域作为实验场所,将该方法应用于实际的巡检定位,取得了较好的室内定位结果。     

基于GOMP及其改进的OFDM系统稀疏信道估计

研究在正交频分复用（OFDM）系统的稀疏信道估计问题.由于在许多通信系统中信道具有稀疏性,因此可以把信道估计问题转化为稀疏信号的恢复问题,应用压缩感知理论求解,把现有的恢复算法——广义正交匹配追踪算法（GOMP）运用到信道估计中,并对它加以改进.仿真结果表明,与广义正交匹配追踪算法（GOMP）相比,正交匹配追踪算法（OMP）运行时间少,计算复杂度低,但是估计的最小均方误差略差.为了进一步提高该算法的性能,提出了改进的广义正交匹配追踪算法,性能得到了较大的提高.      

角度域和时延域联合稀疏信道估计

针对多输入多输出(MIMO)系统在双选信道下信道估计问题,以及挖掘信道在时延域和角度域的联合稀疏特性,提出了一种新的基于压缩感知的联合稀疏信道估计方案.首先,基于基扩展模型,将信道估计建模为结构化压缩感知问题,随后基于压缩感知模型,提出了两种新的贪婪算法,有效地恢复了时变信道参数.其中两步同时正交匹配追踪(TS-SOMP)算法先在时延域中找到所有非零抽头位置,然后估计非零角度域系数.两环同时正交匹配追踪(TLSOMP)算法包括内外两个循环,在外部循环中找到一个非零抽头位置后,即可直接在内部循环求解非零角度域系数.最后,给出了归一化均方误差(NMSE)的仿真曲线,验证了本算法的有效性.     

OFDM系统中一种双选择性稀疏信道压缩感知方法

针对OFDM系统,提出了一种基于压缩感知（CS）的双选择性稀疏信道估计新方法.为解决传统二维插值算法无法准确估计双选择性稀疏信道的问题,通过利用信道在时频域的稀疏特性,将OFDM系统下的双选择性信道模型转化为CS可解的BPIC数学模型,并最终利用基追踪算法对稀疏信道的脉冲冲激响应实现估计.仿真结果显示,新方法能有效减少导频数,提高频谱利用率;在传统的FFT-Linear和FFT-FFT二维联合插值算法无法正确估计出信道响应时,基追踪算法仍能实现对稀疏信道的精确估计.     

空间稀疏角域以及多普勒域下的DOA估计

提出可在稀疏角域以及多普勒域下对天线阵列信号向量进行接收和分析的方法,讨论在多普勒频域范围内的DOA估计问题,并在有效的频带范围内提取信号冲激响应较大的值. 在稀疏DOA的恢复过程中采用的是L2,0估计算法,并在多路天线频谱感知的架构下充分利用DOA所固有的稀疏特性,对其进行稀疏恢复. 对于在测试环境中不可避免的噪声问题,分析三种不同噪声分布下的DOA估计误差问题. 仿真结果显示频域范围内的L2,0-DOA估计算法具有较低的计算复杂度和较高的准确度,并且算法对噪声不敏感,鲁棒性较高.     

Cooperative Compressive Spectrum Sensing in Cognitive Underw ater Acoustic Communication Networks

Because of the specific of underwater acoustic channel,spectrum sensing entails many difficulties in cognitive underwater acoustic communication( CUAC) networks, such as severe frequency-dependent attenuation and low signal-to-noise ratios. To overcome these problems, two cooperative compressive spectrum sensing( CCSS) schemes are proposed for different scenarios( with and without channel state information). To strengthen collaboration among secondary users( SUs),cognitive central node( CCN) is provided to collect data from SUs. Thus,the proposed schemes can obtain spatial diversity gains and exploit joint sparse structure to improve the performance of spectrum sensing. Since the channel occupancy is sparse,we formulate the spectrum sensing problems into sparse vector recovery problems,and then present two CCSS algorithms based on path-wise coordinate optimization( PCO) and multi-task Bayesian compressive sensing( MT-BCS),respectively.Simulation results corroborate the effectiveness of the proposed methods in detecting the spectrum holes in underwater acoustic environment.     

基于信号空间压缩感知算法的机械故障诊断

为了解决压缩感知（CS）重构算法通过重构稀疏系数求解原始信号的重构精度不高的问题,提出一种基于信号空间的压缩采样匹配追踪算法。首先在冗余字典中求解原始信号的最优表示空间,然后在最优表示空间中利用迭代算法直接求解原始信号,最后以轴承故障振动信号为例进行实验验证。结果证明本文算法提高了信号的重构精度,可以为增强机械振动信号的故障检测能力提供依据。     

MIMO-OFDM中稀疏度自适应的信道估计方法

将压缩感知应用在稀疏度未知的多天线正交频分复用(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing,MIM0-OFDM)系统信道估计中,提出一种2级阈值的变步长自适应匹配追踪(variable step size adaptive matching pursuit,VssAMP)算法,利用残差值确定第1级阈值调整稀疏度步长,提高信道稀疏度的估计精确度,利用噪声能量和信噪比(signal to noise ratio,SNR)确定第2级阈值控制算法迭代条件,降低小信噪比时信道重构误差.理论分析和仿真结果表明,该算法减小了初始步长对信道稀疏度估计精确度的影响,解决了VssAMP算法阈值难以确定的问题,相比原算法提高了信道估计精确度.     

基于压缩感知的OFDM系统稀疏信道估计新方法研究

提出了一种基于压缩感知理论的正交频分复用(OFDM)系统稀疏信道估计的新方法,并具体采用正交匹配追踪(OMP)压缩感知算法对OFDM时域信道脉冲响应进行估计。与传统的最小二乘算法比较,它可以在使用较少导频的条件下获得很好的信道估计性能,从而可以提高系统频谱有效性。根据仿真和压缩感知理论分析确定了OMP信道估计中最佳导频数和最佳导频位置。