基于OFDM水声通信系统的信道估计与均衡模块的改进

发布时间：2023-03-19 22:10

　　当今社会科学技术发展迅猛,广袤的海洋空间逐渐引起人们的重视。对海洋的探索需要水下信息的传递,其中以水声通信为主要代表技术。但由于复杂的海洋环境和水声信道环境,使得水声通信技术的系统实现成为一个工程难点。本实验室前期开发了基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的水声通信系统,但其在收发机相对运动变化过快,海面波动较大,海水介质不均匀等恶劣海况时,通信性能大幅下降。基于实验数据分析发现,上述问题出现的主要原因是水声信道中多普勒效应加剧,进而导致系统误码率大幅上升。水声通信系统中信道估计与均衡模块是处理多普勒效应的主要模块,因此本研究重点对上述两模块改进优化。通过分析多普勒效应对信道估计和均衡模块的具体影响,对信道估计模块的改进有:引入了多普勒深度因子;优化了基于压缩感知的信道估计算法,在添加了多普勒因子典型集并给出构建规则,提出了新的正则化参数选取方式。信道均衡模块的改进有:提出了基于对角加载因子的最小均方误差均衡;提出了对正则化参数和对角加载因子的索引循环赋值。通过上述两模块的改进系统接收机由ICI-ignorant(Inte...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水声通信国内外研究现状
        1.2.2 基于OFDM的水声通信国内外研究现状
        1.2.3 信道估计和均衡模块国内外研究现状
    1.3 论文的主要研究内容与结构安排
第2章 水声信道分析与OFDM水声通信系统结构
    2.1 引言
    2.2 水声信道特性分析
    2.3 OFDM水声通信系统结构及功能
    2.4 信道特性对系统的影响
    2.5 本章小结
第3章 针对多普勒效应的信道估计和均衡模块改进
    3.1 引言
    3.2 多普勒效应对信道估计和均衡模块的影响
    3.3 信道估计模块的改进
        3.3.1 基于压缩感知的Spa RSA信道估计算法
        3.3.2 压缩感知中的传感矩阵
        3.3.3 凸优化中的正则化参数
    3.4 信道均衡模块改进
        3.4.1 迫零信道均衡
        3.4.2 基于对角加载因子的MMSE信道均衡
    3.5 改进后的信道估计和均衡模块性能仿真分析
        3.5.1 未加噪声时模块改进性能仿真
        3.5.2 加入噪声后系统整体性能仿真
    3.6 本章小结
第4章 基于先验信息的自适应迭代接收机
    4.1 引言
    4.2 非自适应ICI-aware接收机
    4.3 自适应迭代接收机
        4.3.1 先验信息的求解与概率转换
        4.3.2 基于先验信息的信道估计模块
        4.3.3 基于先验信息的MMSE均衡
    4.4 自适应迭代接收机性能仿真分析
    4.5 基于千岛湖实验数据的改进后接收机性能分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3766079