改进的多输人多输出正交频分复用水声通信判决反馈信道估计算法
发布时间：2021-07-10 22:21
针对最小均方误差准则下（Minimum Mean Square Error,MMSE）判决反馈信道估计算法在多输入多输出正交频分复用（Multiple-input Multiple-output Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM）低信噪比水声通信环境下存在误码遗传缺陷,提出了一种基于压缩感知理论的改进的MMSE判决反馈信道估计算法。通过结合浅海水声信道的稀疏性特点,利用编码校验后的信息与原始信息实现了对信道估计的判决反馈更新,采用匹配追踪算法改进MMSE判决反馈追踪信道估计技术,实现了抑制传统判决反馈信道估计算法在迭代更新及传递过程中存在的误码遗传的目的。仿真和水池实验结果证实:改进的MMSE判决反馈追踪信道估计算法不仅可以有效的抑制误码遗传,对抗突发噪声,跟踪信道的缓慢时变,同时大幅降低了导频占用率,提高了通信质量。
【文章来源】：声学学报. 2016,41(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
仿真信道冲徽响应
１期?乔钢等：改进的多输入多输出正交频分复用水声通信判决反馈信道估计算法?１０１??判决反馈算法信道估计误差自我修复能力，因此对水平距离约２．０６?ｋｍ，假设ＭＩＳＯ－ＯＦＤＭ水声通信按??其所均衡的整帧信号造成了严重的性能损失。?ＳＴＢＣ编码长度依次通过图７中的信道样本，即仿??ＭＭＳＥ判决反馈算法在突发噪声环境下，一定真时认为图７中信道以依次ＳＴＢＣ编码长度为间隔??程度上能够跟踪信道的变化，弥补ＭＭＳＥ算法的不变化，ＯＦＤＭ符号内信道结构稳定。仿真采用块状??足，但其存在较为严重的误码遗传问题。如图６中所导频结合梳状导频方案，梳状导频作为定时辅助导??示，在同一帧的数据中，越是出现时刻较晚的ＯＦＤＭ?频均匀分布在每个ＯＦＤＭ符号中，导频间隔为１０。??符号，其出错的可能性就越高，这是由于其前一时刻?图８给出了同一组数据分别采用ＭＭＳＥ判决反??算法无法修复信道造成错误累积的结果。?馈算法及其改进算法的误码率对比。通过观察图８??改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算法由于采用可以发现，第４个及第８个时间段的解码后误码率??了匹配追踪的方法估计信道相关矩阵，该算法只需明显偏高，这是由于处于该时间段的两组信道分别??要获得的大多数频域信道估计信息正确即可，因此与其前一时刻信道差别较大所造成的。两种ＭＭＳＥ??有效的抑制了?ＭＭＳＥ判决反馈算法所存在的误码遗判决反馈信道估计算法都有一定的信道跟踪能力，??传缺点。因此，改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算两者相较改进的算法其对信道的跟踪速度明显好于??法的性能虽然较其在高斯加性噪声环境下的性能有未改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算法。即使信道??所降低，但依然能够保证系统的稳定工作。
失。?ＳＴＢＣ编码长度依次通过图７中的信道样本，即仿??ＭＭＳＥ判决反馈算法在突发噪声环境下，一定真时认为图７中信道以依次ＳＴＢＣ编码长度为间隔??程度上能够跟踪信道的变化，弥补ＭＭＳＥ算法的不变化，ＯＦＤＭ符号内信道结构稳定。仿真采用块状??足，但其存在较为严重的误码遗传问题。如图６中所导频结合梳状导频方案，梳状导频作为定时辅助导??示，在同一帧的数据中，越是出现时刻较晚的ＯＦＤＭ?频均匀分布在每个ＯＦＤＭ符号中，导频间隔为１０。??符号，其出错的可能性就越高，这是由于其前一时刻?图８给出了同一组数据分别采用ＭＭＳＥ判决反??算法无法修复信道造成错误累积的结果。?馈算法及其改进算法的误码率对比。通过观察图８??改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算法由于采用可以发现，第４个及第８个时间段的解码后误码率??了匹配追踪的方法估计信道相关矩阵，该算法只需明显偏高，这是由于处于该时间段的两组信道分别??要获得的大多数频域信道估计信息正确即可，因此与其前一时刻信道差别较大所造成的。两种ＭＭＳＥ??有效的抑制了?ＭＭＳＥ判决反馈算法所存在的误码遗判决反馈信道估计算法都有一定的信道跟踪能力，??传缺点。因此，改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算两者相较改进的算法其对信道的跟踪速度明显好于??法的性能虽然较其在高斯加性噪声环境下的性能有未改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算法。即使信道??所降低，但依然能够保证系统的稳定工作。?发生一定程度上的变化，改进的ＭＭＳＥ判决反馈信??图７给出了?２０１１年松花湖通信试验实测的双道估计算法出错较高的时段几乎不会对下一时段的??发单收的ＭＩＳＯ水声信道时变冲激响应样本（信道样通信效果造成影响，这时因为改进的算
【参考文献】：
期刊论文
[1]水声正交频分多址上行通信稀疏信道估计与导频优化[J]. 马璐,刘凇佐,乔钢. 物理学报. 2015(15)
[2]正交频分复用无源时间反转信道均衡方法研究[J]. 尹艳玲,乔钢,刘凇佐. 声学学报. 2015(03)
[3]基于基追踪去噪的水声正交频分复用稀疏信道估计[J]. 尹艳玲,乔钢,刘凇佐,周锋. 物理学报. 2015(06)
[4]Dual-turbo receiver architecture for turbo coded MIMO-OFDM systems[J]. WANG WenJin1,GAO XiQi1,WU XiaoFu2,YOU XiaoHu1,ZHAO ChunMing1 & WONG Kai-Kit3 1National Communication Research Laboratory,Southeast University,Nanjing 210096,China;2Nanjing Institute of Communications Engineering,Nanjing 210007,China;3Department of Electrical and Electronic Engineering,University College London London WC1E 7JE,UK. Science China（Information Sciences）. 2012(02)
[5]采用拖曳线列阵的海洋声学参数联合反演方法研究[J]. 邱海宾,杨坤德,段睿. 声学学报. 2011(04)
[6]水声MIMO信道模型和容量分析[J]. 张歆,张小蓟,乔宏乐. 西北工业大学学报. 2011(02)
[7]3GPP标准下的比特交织Turbo码高效编译码方案[J]. 徐琳,谭进,吴玉成. 计算机应用研究. 2010(11)
[8]基于MIMO-OFDM的高速水声通信技术研究[J]. 邓红超,巩玉振,蔡惠智. 通信技术. 2009(11)
[9]LDPC码在MIMO-OFDM迭代接收系统中的性能研究[J]. 孙宏图,王琳,魏琴芳. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2008(01)
本文编号：3276747
【文章来源】：声学学报. 2016,41(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
仿真信道冲徽响应
１期?乔钢等：改进的多输入多输出正交频分复用水声通信判决反馈信道估计算法?１０１??判决反馈算法信道估计误差自我修复能力，因此对水平距离约２．０６?ｋｍ，假设ＭＩＳＯ－ＯＦＤＭ水声通信按??其所均衡的整帧信号造成了严重的性能损失。?ＳＴＢＣ编码长度依次通过图７中的信道样本，即仿??ＭＭＳＥ判决反馈算法在突发噪声环境下，一定真时认为图７中信道以依次ＳＴＢＣ编码长度为间隔??程度上能够跟踪信道的变化，弥补ＭＭＳＥ算法的不变化，ＯＦＤＭ符号内信道结构稳定。仿真采用块状??足，但其存在较为严重的误码遗传问题。如图６中所导频结合梳状导频方案，梳状导频作为定时辅助导??示，在同一帧的数据中，越是出现时刻较晚的ＯＦＤＭ?频均匀分布在每个ＯＦＤＭ符号中，导频间隔为１０。??符号，其出错的可能性就越高，这是由于其前一时刻?图８给出了同一组数据分别采用ＭＭＳＥ判决反??算法无法修复信道造成错误累积的结果。?馈算法及其改进算法的误码率对比。通过观察图８??改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算法由于采用可以发现，第４个及第８个时间段的解码后误码率??了匹配追踪的方法估计信道相关矩阵，该算法只需明显偏高，这是由于处于该时间段的两组信道分别??要获得的大多数频域信道估计信息正确即可，因此与其前一时刻信道差别较大所造成的。两种ＭＭＳＥ??有效的抑制了?ＭＭＳＥ判决反馈算法所存在的误码遗判决反馈信道估计算法都有一定的信道跟踪能力，??传缺点。因此，改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算两者相较改进的算法其对信道的跟踪速度明显好于??法的性能虽然较其在高斯加性噪声环境下的性能有未改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算法。即使信道??所降低，但依然能够保证系统的稳定工作。
失。?ＳＴＢＣ编码长度依次通过图７中的信道样本，即仿??ＭＭＳＥ判决反馈算法在突发噪声环境下，一定真时认为图７中信道以依次ＳＴＢＣ编码长度为间隔??程度上能够跟踪信道的变化，弥补ＭＭＳＥ算法的不变化，ＯＦＤＭ符号内信道结构稳定。仿真采用块状??足，但其存在较为严重的误码遗传问题。如图６中所导频结合梳状导频方案，梳状导频作为定时辅助导??示，在同一帧的数据中，越是出现时刻较晚的ＯＦＤＭ?频均匀分布在每个ＯＦＤＭ符号中，导频间隔为１０。??符号，其出错的可能性就越高，这是由于其前一时刻?图８给出了同一组数据分别采用ＭＭＳＥ判决反??算法无法修复信道造成错误累积的结果。?馈算法及其改进算法的误码率对比。通过观察图８??改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算法由于采用可以发现，第４个及第８个时间段的解码后误码率??了匹配追踪的方法估计信道相关矩阵，该算法只需明显偏高，这是由于处于该时间段的两组信道分别??要获得的大多数频域信道估计信息正确即可，因此与其前一时刻信道差别较大所造成的。两种ＭＭＳＥ??有效的抑制了?ＭＭＳＥ判决反馈算法所存在的误码遗判决反馈信道估计算法都有一定的信道跟踪能力，??传缺点。因此，改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算两者相较改进的算法其对信道的跟踪速度明显好于??法的性能虽然较其在高斯加性噪声环境下的性能有未改进的ＭＭＳＥ判决反馈信道估计算法。即使信道??所降低，但依然能够保证系统的稳定工作。?发生一定程度上的变化，改进的ＭＭＳＥ判决反馈信??图７给出了?２０１１年松花湖通信试验实测的双道估计算法出错较高的时段几乎不会对下一时段的??发单收的ＭＩＳＯ水声信道时变冲激响应样本（信道样通信效果造成影响，这时因为改进的算
【参考文献】：
期刊论文
[1]水声正交频分多址上行通信稀疏信道估计与导频优化[J]. 马璐,刘凇佐,乔钢. 物理学报. 2015(15)
[2]正交频分复用无源时间反转信道均衡方法研究[J]. 尹艳玲,乔钢,刘凇佐. 声学学报. 2015(03)
[3]基于基追踪去噪的水声正交频分复用稀疏信道估计[J]. 尹艳玲,乔钢,刘凇佐,周锋. 物理学报. 2015(06)
[4]Dual-turbo receiver architecture for turbo coded MIMO-OFDM systems[J]. WANG WenJin1,GAO XiQi1,WU XiaoFu2,YOU XiaoHu1,ZHAO ChunMing1 & WONG Kai-Kit3 1National Communication Research Laboratory,Southeast University,Nanjing 210096,China;2Nanjing Institute of Communications Engineering,Nanjing 210007,China;3Department of Electrical and Electronic Engineering,University College London London WC1E 7JE,UK. Science China（Information Sciences）. 2012(02)
[5]采用拖曳线列阵的海洋声学参数联合反演方法研究[J]. 邱海宾,杨坤德,段睿. 声学学报. 2011(04)
[6]水声MIMO信道模型和容量分析[J]. 张歆,张小蓟,乔宏乐. 西北工业大学学报. 2011(02)
[7]3GPP标准下的比特交织Turbo码高效编译码方案[J]. 徐琳,谭进,吴玉成. 计算机应用研究. 2010(11)
[8]基于MIMO-OFDM的高速水声通信技术研究[J]. 邓红超,巩玉振,蔡惠智. 通信技术. 2009(11)
[9]LDPC码在MIMO-OFDM迭代接收系统中的性能研究[J]. 孙宏图,王琳,魏琴芳. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2008(01)
本文编号：3276747
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