基于GOMP算法的MIMO-OFDM系统信道估计

由于无线信道的时域稀疏性,可以将压缩感知理论应用到MIMO-OFDM系统的信道估计中,利用GOMP算法重构出其信道参数.首先介绍了压缩感知理论的构成,其次论述了MIMO技术和OFDM技术的原理.以2×2 Alamouti编码器模型为基础,结合OFDM技术,形成一个2×2 MIMO-OFDM系统,推导了该系统的输入端-输...     

单发多收无线窃听信道中的自适应保密速率传输方案

针对无线通信中基于保密中断的物理层安全问题,提出了一种单发多收(SIMO)窃听信道下使用保密中断概率约束的自适应保密速率方案。利用信道估计与信道的衰落特性分别获得发射端到合法接收端信道(主信道)的信道状态信息(CSI)与发射端到窃听者信道(窃听信道)的统计CSI。在发射端已知主信道CSI而未知窃听信道CSI的情况下,根据主信道CSI和窃听信道CSI的概率密度函数对保密传输速率进行自适应调整,并根据保密中断的定义确定发射门限,然后在满足保密中断概率约束的条件下实现保密吞吐量的最大化。在准静态瑞利衰减信道条件下进行了仿真验证,结果表明:与以往的SISO系统方法相比,在保密中断概率低于0.1、合法接收端天线数不少于窃听端时,系统的保密吞吐量可提高1倍以上;即使合法接收端的天线数少于窃听端,只要合法接收端的天线数足够多,SIMO系统的保密吞吐量仍能优于SISO系统。     

空时分组码在频率选择性衰落信道中的性能

从空时分组码的实用性出发,在频率选择性衰落信道中对其性能进行了研究.采用SIMULINK仿真工具构造了频率选择性衰落信道的仿真模型.模型由信道、发射端和接收端组成:信道部分由多径Rayleigh信道和高斯白噪声构成;发射端由串并变换和空时分组编码器组成,并对信号进行扩频和加扰;接收端使用理想的RAKE接收机.仿真结果表明:在频率选择性衰落信道中,对于慢变化信道,随着信道路径数的增加,误比特率明显降低;对于快变化信道,随着信道路径数的增加,误比特率有所上升,而且信道路数越多,误比特率上升越明显.     

非理想信道感知下的频谱共享容量的理论分析

在现有的以理想信道感知为条件的机会频谱共享容量分析基础上,重点讨论非理想感知对机会频谱共享中次用户信道容量的影响.关注两条不同传输途径的信道,一条是从次用户发送端到次用户接收端的无线信道,另一条是次用户发送端到主用户接收端的无线信道.以主用户接收端功率受限作为约束条件,得到了关于非理想信道信号噪声比条件下机会频谱共享的次用户信道容量的关系表达式.首先分析次用户发送端到主用户接收端信道和次用户发送端到次用户接收端信道为非对称时次用户的信道容量,其次分别探讨不同衰落信道模型下两条信道上感知(包括信道估计和预测)误差为对称和非对称结果时,次用户信道容量的变化.     

基于压缩感知的多址接入方法研究

利用压缩感知的压缩可重构性,将其应用于多址接入中,提出1种基于压缩感知的多址接入方法,将信道矩阵作为压缩感知过程中的测量矩阵,提高了对信道的适应性.方法提高了系统发送信号的效率,与载波侦听多路访问(CSMA)多址接入方法相比,系统吞吐量有较大提高.     

采用时域测量矩阵的压缩感知稀疏信道估计方法

针对传统最小二乘和伪随机序列相关信道估计方法在稀疏信道应用时估计精度差的问题,提出一种采用时域测量矩阵的压缩感知稀疏信道估计方法.新方法首先将循环前缀单载波分块传输系统中的稀疏信道估计建模为一个典型的压缩感知问题,然后利用具有最优循环相关特性的伪随机序列优化构造确定性压缩感知测量矩阵,避免了使用随机测量矩阵造成的存储不便及估计性能差的问题,且提高了信道估计性能.基于准静态COST 207典型城市信道模型的仿真结果表明:该估计方法能够有效地降低稀疏信道的估计均方误差,在16 dB处的误码率可达2×10-5,而相同情况下最小二乘信道估计方法的误码率只能达到3×10-3.     

空时分组码在时变衰落信道中的性能

从实用性出发,对空时分组码在时变衰落信道中的性能进行了研究.采用SIMULINK仿真工具构造了时变衰落信道的仿真模型,模型由信道、发射端和接收端组成:信道部分由多径Rayleigh信道和高斯白噪声构成;发射端由信源、串并转换器、调制器、空时分组编码器和功率分配模块构成;接收端由信号合并、最大似然译码器、调制解调器和误比特率计算模块组成.仿真结果表明:在平坦慢衰落信道中,STTD性能比单收发系统的性能有很大提高,并且随着SNR的增大,STTD性能的提高幅度增大;在平坦时变衰落信道中,随着最大多普勒频移的增大,STTD性能有所下降,尤其是在大信噪比条件下,性能下降得更明显.     

基于压缩感知的Andriod移动端信号重构

为快速安全地进行移动设备端海量数据的云端备份,基于压缩感知理论,在移动端Andriod系统上,通过高斯随机矩阵进行压缩测量,实现了信号的压缩存储和加密,并通过正交匹配追踪算法OMP实现了一维随机脉冲信号、二维图像信号的重构,从而节省了信号处理、存储和传输所需要的资源,提高了移动端数据的上传速度和安全性.     

基于αβ变换的压缩感知风电变流器电压信号压缩方法

针对风电变流器输出端三相电压数据存储中存在资源浪费、重构性能差等问题,提出了一种压缩感知风电变流器输出端信号压缩新方法。首先,将输出端三相电压信号进行αβ变换,变换后得到的两相信号转化为一维信号;然后,将传统的多频带融合思想应用于压缩感知稀疏表示中设计稀疏基;最后,选取高斯随机矩阵作为测量矩阵,正交匹配追踪算法作为重构算法,重构uα、uβ信号并作αβ反变换。实验结果表明:与直接对三相电压数据处理相比,该方法可以有效压缩三相电压数据,使得运行时间降低,重构误差减小,并且节约了数据的存储空间。     

基于卡尔曼滤波压缩感知的超宽带信道估计

针对超宽带通信系统采样速率过高的难题,利用超宽带信道冲击响应的稀疏性,提出了一种基于卡尔曼滤波压缩感知的时变信道估计算法.通过将直接序列调制的超宽带发送信号进行下采样,建立压缩感知的数学模型,接收端通过卡尔曼滤波压缩感知的重构算法对信道的冲击响应进行重构.仿真结果表明,对于时变的超宽带信道采用卡尔曼滤波压缩感知算法,不仅可以有效降低采样点数,而且提高了信道估计的准确性.     

一种多点协作压缩感矢卩信道估计伪随机导频图案生成算法

为了减少集中式/协作式/云计算无线接入网(centralized,cooperative,cloud radio access network,C-RAN)平台多点协作通信的信道估计中插入导频的数量,引入了压缩感知技术,进而提出一种伪随机导频图案生成算法,生成一种导频图案设计方案.由该算法生成的导频图案能满足压缩感知的观测矩阵条件,可以使得收发两端能同步计算出导频位置信息,克服了传统压缩感知信道估计因采用随机导频图案使得接收端很难确定导频的插入位置信息,进而很难分离导频与数据的问题.此外,该算法还能根据实际硬件条件,在性能与计算时间上进行权衡.通过在数字信号处理(digital signal process,DSP)芯片上进行硬件验证和Matlab软件上进行仿真验证,仿真结果表明,在C-RAN平台的多点协作通信的信道估计中,提出的方案具有较好的性能.     

基于TMS320DM642 DSP的MPEG-4视频编码器优化

针对MPEG-4(Moving P icture Experts G roup-4)视频编码器每个宏块在传送过程中Cache严重缺失,视频序列帧率低等问题,提出了运动估计算法的优化、Cache使用优化、SAD(Sum of Absolute D ifference)和像素插值优化以及利用EDMA(Extended D irectM emony Access)进行数据搬移等方法,提高存储速度,并在TMS320DM642 DSP(D igital S ignal Processors)平台上实现了MPEG-4视频编码器的优化。实验结果表明,优化后比优化前,图像和视频处理函数的计算速度提高了1.18~97.5倍。视频序列帧率提高了6倍以上,达到了25帧/s的实时性要求。     

基于多卫星伽利略E1频段中频信号的生成方法

为了模拟二进制偏移载波BOC(1,1)调制下的多卫星伽利略信号,提出了一种伽利略E1频段数字中频信号的生成方法.其中,通过模块化和图形化设计,逐层细化而拟合伽利略信号所需步骤,包括扩频码的产生、BOC调制的实现以及导航信息、载波和可调噪声源的叠加,并通过信号的自相关及其捕获等处理.结果表明,所生成的信号具有伽利略E1频段BOC(1,1)调制的信号特征,其信噪比和多普勒频移可调,可用于软件接收机的信号处理解算.     

基于VC的T-DMB编码器的研究与实现

通过对T-DMB(terrestrial-digital multimedia broadcasting)手机电视标准技术的研究,构建并实现了T-DMB编码器.该编码器主要包括声音/图像采集、声音压缩、图像压缩、音视频同步及外部编码等5个模块,采用VC编码实现,能实时采集麦克风和摄像头数据并作编码处理,生成符合T-DM...     

Video Coding Based on Compressive Sensing via CoSaMP

Compressive sampling matching pursuit （CoSaMP） algorithm integrates the idea of combining algorithm to ensure running speed and provides rigorous error bounds which provide a good theoretical guarantee to convergence. And compressive sensing （CS） can help us ease the pressure of hardware facility from the requirements of the huge amount in information processing. Therefore, a new video coding framework was proposed, which was based on CS and curvelet transform in this paper. Firstly, this new framework uses curvelet transform and CS to the key frame of test sequence, and then gains recovery frame via CoSaMP to achieve data compress. In the classic CoSaMP method, the halting criterion is that the number of iterations is fixed. Therefore, a new stopping rule is discussed to halting the algorithm in this paper to obtain better performance. According to a large number of experimental results, we ran see that this new framework has better performance and lower RMSE. Through the analysis of the experimental data, it is found that the selection of number of measurements and sparsity level has great influence on the new framework. So how to select the optimal parameters to gain better performance deserves worthy of further study.     

SAR实时成像系统的快速定点仿真验证技术

SAR实时成像处理系统的定点化优化能够减小系统存储规模、提高系统运算速度,是降低系统功耗、减小系统规模、提高实时性的有效方法.本文以CS成像算法为例,分析并统计了算法的运算量,针对其核心运算--FFT进行了定点化优化,选择基-22FFT算法,设计了合理的定标策略.采用SystemC语言对整个SAR成像系统进行了系统级快速仿真和验证,真实模拟了FPGA系统的实现结果.对16 384×16 384大小的点阵数据和面目标数据采用24 bits的字长进行了成像仿真,仿真结果满足系统指标要求.      

基于DVB-S2的高速多码率LDPC编码器的FPGA设计与实现

针对DVB-S2标准中的低密度奇偶校验(LDPC)码,提出了一种LDPC编码器设计结构. 该结构巧妙地利用了输入数据的随机特性,显著降低了计算电路的功耗. 在此基础上,提出了两路并行的编码器设计方法,将编码器可处理的信息速率提高到原来的2倍. 在现场可编程门阵列(FPGA) XC4VLX25-10SF363上实现了两路并行的多码率LDPC编码器. 经实验测试表明,编码器工作稳定,处理速率高达328Mbit/s,可满足同步数字传输体系(SDH)高速传输的应用需求,同时,该编码器具有通用性,经过重新配置可实现具有类似校验矩阵的LDPC编码.     

GBAS参考接收机精度对一致性监测影响研究

为研究GBAS参考接收机精度对多参考接收机一致性影响,通过理论推导和仿真验证,建立参考接收机定位精度与多参考接收机一致性(B值)之间的关系。通过接收机数据采集实验,并依据上述理论对GNSS参考接收机伪距等原始观测数据进行处理以及作图分析。实验结果发现随着定位精度提高B值变小,即参考接收机一致性提高。在此基础上给出了一般情况下,满足连续性要求的地基增强系统(GBAS)参考接收机水平定位精度应在0.1 m左右(即分米级)。该实验结果可在GBAS试验时为参考接收机选取提供参考。     

一种GPS接收机的完整自检测和故障分离技术

载波相位测量是目前GPS测量中精度最高的观测量,利用载波相位求解的DGPS(RTK)的精度很高,是目前高精度要求的主要产品,利用载波相位的主要问题就是容易出现周跳.更好地解决周跳问题就可以大幅度地提高GPS接收机的性能.运用最小二乘法解出敏感残差距阵,利用相关系数检测并确定发生周跳的卫星,然后进行排除.得出的这种快捷的自检测和故障分离技术,经过试验验证准确高效,可以大幅度的提高RTK接收机的性能.     

基于块目标的频率步进连续波探地雷达压缩感知重建算法

压缩感知理论对于解决频率步进连续波探地雷达信号处理过程中存在的采样速率高、存储数据量大、信号处理时间长等问题具有重要意义. 针对雷达探测中块目标物体在探测区域不满足稀疏性的问题,提出一种适合块目标的压缩感知重构模型.利用某些稀疏正交基对块目标进行稀疏化处理使其满足稀疏性,将字典矩阵与稀疏矩阵结合形成适用于块目标物体的新观测矩阵,再通过压缩感知凸优化算法求解稀疏化系数,最后把该系数通过稀疏变换得到块目标的反射系数.通过实验仿真验证该方法的可行性,与未稀疏化处理的压缩感知重构模型相比具有更高的精度和分辨率.