针对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信中常规的最小均方(least square,LS)信道估计方法需要大量训练导频且得不到较高估计精度的问题,提出了一种基于压缩传感原理的OFDM稀疏水声信道估计方法。...针对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信中常规的最小均方(least square,LS)信道估计方法需要大量训练导频且得不到较高估计精度的问题,提出了一种基于压缩传感原理的OFDM稀疏水声信道估计方法。该方法首先以正交短时傅里叶基构成的训练波形为OFDM的导频来"感知"信道,然后利用压缩传感技术的稀疏重构算法来对信道进行重构。基于实测水声信道的仿真结果表明,在相同估计精度前提下,基于压缩传感的信道估计方法较常规的LS算法所需训练导频数得到大幅度减小,传输效率得以提高,且对噪声的鲁棒性增强,较好地适应了双扩展稀疏水声信道,尤其适用于动平台OFDM水声通信系统。展开更多
针对水声正交频分多址(OFDMA)上行通信中用户导频数量少、分布不均匀,导致传统内插信道估计方法产生误码平层的问题,提出一种稀疏信道估计与导频优化方法.基于压缩感知(CS)理论估计稀疏信道冲激响应,并依据CS理论中测量矩阵互相关最小...针对水声正交频分多址(OFDMA)上行通信中用户导频数量少、分布不均匀,导致传统内插信道估计方法产生误码平层的问题,提出一种稀疏信道估计与导频优化方法.基于压缩感知(CS)理论估计稀疏信道冲激响应,并依据CS理论中测量矩阵互相关最小化原理,提出基于随机搜索的导频图案和导频功率联合优化算法.仿真结果表明,所提方法在不同多径扩展信道下的性能均优于基于线性内插的最小二乘估计、未经导频优化的CS信道估计以及单纯基于导频图案优化的CS信道估计.水池实验分别验证了交织式和广义式子载波分配的水声OFDMA上行通信性能,在接收信噪比高于10 d B时利用所提方法实现了两用户接入的可靠通信.展开更多
In past decades, there has been a growing interest in the discussion and study of using underwater acoustic channel as the physical layer for communication systems, ranging from point-to-point communications to underw...In past decades, there has been a growing interest in the discussion and study of using underwater acoustic channel as the physical layer for communication systems, ranging from point-to-point communications to underwater multicarrier modulation networks. A series of review papers were already available to provide a history of the development of the field until the end of the last decade. In this paper, we attempt to provide an overview of the key developments, both theoretical and applied, in the particular topics regarding multicarrier communication for underwater acoustic communication such as the channel and Doppler shift estimation, video and image transmission throw multicarrier techniques, etc. This paper also includes acoustic propagation properties in seawater and underwater acoustic channel representation.展开更多
提出了一种基于信道估计与级数展开的均衡器阶数确定算法(equalizer order algorithm based on channel estimation andseries expansion,CESE-EOA)。自适应均衡器是相干水声通信系统的重要组成部分,其阶数参数的确定会对系统性能产生...提出了一种基于信道估计与级数展开的均衡器阶数确定算法(equalizer order algorithm based on channel estimation andseries expansion,CESE-EOA)。自适应均衡器是相干水声通信系统的重要组成部分,其阶数参数的确定会对系统性能产生重大影响。传统的均衡器阶数确定方法有适应性较差、对训练序列的长度要求较高等缺点。从多重线性回归模型的角度讨论了自适应均衡器阶数选择的依据,并以此为基础给出了一种最优的阶数计算方法,减小了均衡器的自噪声。理论分析与仿真、试验结果证明了该算法的正确性。该算法可用于计算线性自适应均衡器、盲均衡器或判决反馈均衡器中前馈滤波器的最优阶数,对均衡器设计有重要借鉴意义。展开更多
文摘针对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信中常规的最小均方(least square,LS)信道估计方法需要大量训练导频且得不到较高估计精度的问题,提出了一种基于压缩传感原理的OFDM稀疏水声信道估计方法。该方法首先以正交短时傅里叶基构成的训练波形为OFDM的导频来"感知"信道,然后利用压缩传感技术的稀疏重构算法来对信道进行重构。基于实测水声信道的仿真结果表明,在相同估计精度前提下,基于压缩传感的信道估计方法较常规的LS算法所需训练导频数得到大幅度减小,传输效率得以提高,且对噪声的鲁棒性增强,较好地适应了双扩展稀疏水声信道,尤其适用于动平台OFDM水声通信系统。
文摘极化码(Polar code)因其高可靠性、实用的线性编、译码复杂度和理论上唯一可达香农极限等特点,成为信道编码领域新的研究热点。其编、译码方法的研究扩展至多种信道类型和应用领域,但在水声信道中的理论证明和应用研究相对较少且滞后。针对具有显著多途、多普勒扩散和有限带宽等复杂特性的水声信道,文章提出了与之相匹配的极化码信道编码机制;并结合正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术搭建水声通信仿真系统,研究极化码在OFDM水声通信系统中的性能表现;同时研究极化码在不同的水声信道模型、信道参数、码长、码率下的性能。仿真结果表明,在信噪比为4 dB时,码率为1/2的极化码在水声时变信道中的误码率可达10-4~10-5,优于低密度校验(Low density Parity Check,LDPC)、Turbo码,约有0.5~1 dB的性能增益,该极化码信道编码机制与水声信道相匹配,可有效提高水声通信的可靠性。
文摘针对水声正交频分多址(OFDMA)上行通信中用户导频数量少、分布不均匀,导致传统内插信道估计方法产生误码平层的问题,提出一种稀疏信道估计与导频优化方法.基于压缩感知(CS)理论估计稀疏信道冲激响应,并依据CS理论中测量矩阵互相关最小化原理,提出基于随机搜索的导频图案和导频功率联合优化算法.仿真结果表明,所提方法在不同多径扩展信道下的性能均优于基于线性内插的最小二乘估计、未经导频优化的CS信道估计以及单纯基于导频图案优化的CS信道估计.水池实验分别验证了交织式和广义式子载波分配的水声OFDMA上行通信性能,在接收信噪比高于10 d B时利用所提方法实现了两用户接入的可靠通信.
文摘In past decades, there has been a growing interest in the discussion and study of using underwater acoustic channel as the physical layer for communication systems, ranging from point-to-point communications to underwater multicarrier modulation networks. A series of review papers were already available to provide a history of the development of the field until the end of the last decade. In this paper, we attempt to provide an overview of the key developments, both theoretical and applied, in the particular topics regarding multicarrier communication for underwater acoustic communication such as the channel and Doppler shift estimation, video and image transmission throw multicarrier techniques, etc. This paper also includes acoustic propagation properties in seawater and underwater acoustic channel representation.
文摘提出了一种基于信道估计与级数展开的均衡器阶数确定算法(equalizer order algorithm based on channel estimation andseries expansion,CESE-EOA)。自适应均衡器是相干水声通信系统的重要组成部分,其阶数参数的确定会对系统性能产生重大影响。传统的均衡器阶数确定方法有适应性较差、对训练序列的长度要求较高等缺点。从多重线性回归模型的角度讨论了自适应均衡器阶数选择的依据,并以此为基础给出了一种最优的阶数计算方法,减小了均衡器的自噪声。理论分析与仿真、试验结果证明了该算法的正确性。该算法可用于计算线性自适应均衡器、盲均衡器或判决反馈均衡器中前馈滤波器的最优阶数,对均衡器设计有重要借鉴意义。
