与线性调频连续波信号不同,采用正交频分复用调制(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)方案信号的雷达,当每个符号上调制的传输信息完全随机时,其模糊函数具有较高的旁瓣;当探测场景中存在较多较强的杂波时,目标回波对应...与线性调频连续波信号不同,采用正交频分复用调制(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)方案信号的雷达,当每个符号上调制的传输信息完全随机时,其模糊函数具有较高的旁瓣;当探测场景中存在较多较强的杂波时,目标回波对应的距离多普勒峰被淹没在脉压积累后的强杂波的旁瓣之下,导致目标无法被识别。目前已有的杂波抑制方案多面临杂波抑制度不足的问题。基于此,本文提出基于贪心策略的高效杂波处理方案,通过自适应逐点抑制强杂波,使旁瓣基底下降,目标信息浮现出来。并与实测数据进行了对比,结果表明,该方法取得了比常规方法更好的杂波抑制性能。展开更多
水声通信中传统宽带多普勒估计方法难以准确跟踪时变多普勒因子,从而导致正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)在变速运动通信场景中补偿性能不佳。针对该问题,文章提出了一种基于空载波的多普勒估计与跟踪...水声通信中传统宽带多普勒估计方法难以准确跟踪时变多普勒因子,从而导致正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)在变速运动通信场景中补偿性能不佳。针对该问题,文章提出了一种基于空载波的多普勒估计与跟踪算法。首先对三频信号做线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)得到多普勒先验值,然后利用OFDM符号中的空载波结合载波频偏(Carrier Frequency Offset,CFO)搜索补偿技术,把估计的最优CFO值转换为宽带多普勒因子,进而计算当前符号的加速度并预测下一符号的速度。通过更新加速度对预测值进行修正,实现每个OFDM符号的多普勒估计。数值仿真和湖试结果表明,文中算法不仅能有效跟踪多普勒的变化,在匀速和变速条件下都有较好的补偿性能,而且对帧结构设计要求低,对先验误差不敏感,有利于水声通信系统的工程实现。展开更多
针对现有正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统信道估计和迭代检测算法中频谱效率低和鲁棒性差等问题,提出了一种基于酉近似消息传递和叠加导频的信道估计与联合检测方法。首先,在软调制/解调中叠加导频...针对现有正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统信道估计和迭代检测算法中频谱效率低和鲁棒性差等问题,提出了一种基于酉近似消息传递和叠加导频的信道估计与联合检测方法。首先,在软调制/解调中叠加导频对正交幅度调制的星座点进行预处理,检测时将叠加的导频作为频域符号的先验分布,利用置信传播算法进行调制和解调,实现检测模型的简化。然后,应用因子图-消息传递算法对OFDM传输系统和信道进行建模和全局优化,引入酉变换加强信道估计算法的鲁棒性。最后,建立OFDM仿真环境对现有方法进行仿真分析。仿真结果表明,相对于现有的独立导频类算法,所提算法能够以相同复杂度显著提升OFDM系统的频谱效率和鲁棒性。展开更多
巨型低轨通信卫星星座的快速发展,为机会信号导航(navigation via signals of opportunity,NAVSOP)技术提供了大量优质的信号资源。针对现有低轨卫星NAVSOP技术无法提供持续、稳定定位服务的问题,提出一种基于低轨卫星正交频分复用(orth...巨型低轨通信卫星星座的快速发展,为机会信号导航(navigation via signals of opportunity,NAVSOP)技术提供了大量优质的信号资源。针对现有低轨卫星NAVSOP技术无法提供持续、稳定定位服务的问题,提出一种基于低轨卫星正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号侦测的隐蔽定位算法。所提算法可以与基于卫星信标信号的NAVSOP技术互补,提供持续、稳定的位置信息。分析了多普勒效应对低轨卫星系统OFDM信号子载波和带宽的影响,在此基础上对接收端信号进行建模;基于谱图修正的OFDM信号带宽估计算法建立基于瞬时带宽的新型观测定位方程,并利用最小二乘算法得到十米量级精度的实时解。实验结果表明,与经典的多普勒定位算法相比,所提算法在低信噪比条件下具有更高的定位精度。展开更多
针对脉冲噪声导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信系统误码率性能降低的问题,提出一种迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法。首先,利用对称α稳定(symmetricαstable,SαS)分布对水下噪声进行建模,...针对脉冲噪声导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信系统误码率性能降低的问题,提出一种迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法。首先,利用对称α稳定(symmetricαstable,SαS)分布对水下噪声进行建模,并通过实测噪声数据进行拟合验证。其次,基于脉冲噪声幅值较大的特性,利用切比雪夫不等式对基带接收信号实部和虚部分别进行脉冲噪声检测和抑制。同时,通过分析最小二乘(least squares,LS)信道估计算法估计误差的统计特性,提出自适应门限LS信道估计算法,减轻残余噪声对信道估计的影响。最后,结合估计的信道和译码结果重构噪声并进行脉冲噪声估计,实现迭代脉冲噪声抑制与信道估计。仿真结果表明,在不同程度脉冲噪声和实测噪声场景下,所提方法能够有效抑制脉冲噪声,显著降低OFDM系统误码率。展开更多
针对Alpha稳定分布噪声下,循环谱估计正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号参数失效问题,提出一种基于广义循环谱的载波频率和符号速率联合估计方法。首先,对OFDM信号进行反正切变换及循环平稳分析,建立O...针对Alpha稳定分布噪声下,循环谱估计正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号参数失效问题,提出一种基于广义循环谱的载波频率和符号速率联合估计方法。首先,对OFDM信号进行反正切变换及循环平稳分析,建立OFDM的广义循环谱数学模型;然后,分析广义循环谱谱线与OFDM信号载波频率及符号速率之间的关系,通过检测广义循环谱谱线位置实现OFDM信号的参数估计;最后,通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)采集得到OFDM信号,使用真实采集I、Q中频信号对所提算法进行验证。实验结果表明:所提算法在Alpha稳定分布噪声下表现出良好的鲁棒性,具有一定的工程实用性。展开更多
针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信中常用的相干和非相干通信分别面临的对多普勒敏感和频谱效率低的问题,提出一种高阶幅度键控调制的半相干通信技术,将OFDM符号时频帧结构中全部频点采用高...针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信中常用的相干和非相干通信分别面临的对多普勒敏感和频谱效率低的问题,提出一种高阶幅度键控调制的半相干通信技术,将OFDM符号时频帧结构中全部频点采用高阶幅度键控调制方式,并利用信号幅度信息完成半相干信道估计。通过两种基于深度学习的算法优化半相干信道估计这一非线性过程,较非相干通信有效提高了频谱效率,较一定信噪比下的相干通信提高了鲁棒性,降低了误比特率和系统复杂度,并利用元学习算法降低深度学习算法对训练数据的依赖。最后,提取海试信道数据,完成OFDM半相干水声通信系统仿真,验证了所提方法在频谱效率和系统误比特率性能方面较非相干和相干通信的优势,当信道长度改变时,基于元学习的算法依然可以获得较好的性能。展开更多
文摘与线性调频连续波信号不同,采用正交频分复用调制(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)方案信号的雷达,当每个符号上调制的传输信息完全随机时,其模糊函数具有较高的旁瓣;当探测场景中存在较多较强的杂波时,目标回波对应的距离多普勒峰被淹没在脉压积累后的强杂波的旁瓣之下,导致目标无法被识别。目前已有的杂波抑制方案多面临杂波抑制度不足的问题。基于此,本文提出基于贪心策略的高效杂波处理方案,通过自适应逐点抑制强杂波,使旁瓣基底下降,目标信息浮现出来。并与实测数据进行了对比,结果表明,该方法取得了比常规方法更好的杂波抑制性能。
文摘水声通信中传统宽带多普勒估计方法难以准确跟踪时变多普勒因子,从而导致正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)在变速运动通信场景中补偿性能不佳。针对该问题,文章提出了一种基于空载波的多普勒估计与跟踪算法。首先对三频信号做线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)得到多普勒先验值,然后利用OFDM符号中的空载波结合载波频偏(Carrier Frequency Offset,CFO)搜索补偿技术,把估计的最优CFO值转换为宽带多普勒因子,进而计算当前符号的加速度并预测下一符号的速度。通过更新加速度对预测值进行修正,实现每个OFDM符号的多普勒估计。数值仿真和湖试结果表明,文中算法不仅能有效跟踪多普勒的变化,在匀速和变速条件下都有较好的补偿性能,而且对帧结构设计要求低,对先验误差不敏感,有利于水声通信系统的工程实现。
文摘针对现有正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统信道估计和迭代检测算法中频谱效率低和鲁棒性差等问题,提出了一种基于酉近似消息传递和叠加导频的信道估计与联合检测方法。首先,在软调制/解调中叠加导频对正交幅度调制的星座点进行预处理,检测时将叠加的导频作为频域符号的先验分布,利用置信传播算法进行调制和解调,实现检测模型的简化。然后,应用因子图-消息传递算法对OFDM传输系统和信道进行建模和全局优化,引入酉变换加强信道估计算法的鲁棒性。最后,建立OFDM仿真环境对现有方法进行仿真分析。仿真结果表明,相对于现有的独立导频类算法,所提算法能够以相同复杂度显著提升OFDM系统的频谱效率和鲁棒性。
文摘巨型低轨通信卫星星座的快速发展,为机会信号导航(navigation via signals of opportunity,NAVSOP)技术提供了大量优质的信号资源。针对现有低轨卫星NAVSOP技术无法提供持续、稳定定位服务的问题,提出一种基于低轨卫星正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号侦测的隐蔽定位算法。所提算法可以与基于卫星信标信号的NAVSOP技术互补,提供持续、稳定的位置信息。分析了多普勒效应对低轨卫星系统OFDM信号子载波和带宽的影响,在此基础上对接收端信号进行建模;基于谱图修正的OFDM信号带宽估计算法建立基于瞬时带宽的新型观测定位方程,并利用最小二乘算法得到十米量级精度的实时解。实验结果表明,与经典的多普勒定位算法相比,所提算法在低信噪比条件下具有更高的定位精度。
文摘针对脉冲噪声导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信系统误码率性能降低的问题,提出一种迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法。首先,利用对称α稳定(symmetricαstable,SαS)分布对水下噪声进行建模,并通过实测噪声数据进行拟合验证。其次,基于脉冲噪声幅值较大的特性,利用切比雪夫不等式对基带接收信号实部和虚部分别进行脉冲噪声检测和抑制。同时,通过分析最小二乘(least squares,LS)信道估计算法估计误差的统计特性,提出自适应门限LS信道估计算法,减轻残余噪声对信道估计的影响。最后,结合估计的信道和译码结果重构噪声并进行脉冲噪声估计,实现迭代脉冲噪声抑制与信道估计。仿真结果表明,在不同程度脉冲噪声和实测噪声场景下,所提方法能够有效抑制脉冲噪声,显著降低OFDM系统误码率。
文摘针对Alpha稳定分布噪声下,循环谱估计正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号参数失效问题,提出一种基于广义循环谱的载波频率和符号速率联合估计方法。首先,对OFDM信号进行反正切变换及循环平稳分析,建立OFDM的广义循环谱数学模型;然后,分析广义循环谱谱线与OFDM信号载波频率及符号速率之间的关系,通过检测广义循环谱谱线位置实现OFDM信号的参数估计;最后,通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)采集得到OFDM信号,使用真实采集I、Q中频信号对所提算法进行验证。实验结果表明:所提算法在Alpha稳定分布噪声下表现出良好的鲁棒性,具有一定的工程实用性。
文摘针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信中常用的相干和非相干通信分别面临的对多普勒敏感和频谱效率低的问题,提出一种高阶幅度键控调制的半相干通信技术,将OFDM符号时频帧结构中全部频点采用高阶幅度键控调制方式,并利用信号幅度信息完成半相干信道估计。通过两种基于深度学习的算法优化半相干信道估计这一非线性过程,较非相干通信有效提高了频谱效率,较一定信噪比下的相干通信提高了鲁棒性,降低了误比特率和系统复杂度,并利用元学习算法降低深度学习算法对训练数据的依赖。最后,提取海试信道数据,完成OFDM半相干水声通信系统仿真,验证了所提方法在频谱效率和系统误比特率性能方面较非相干和相干通信的优势,当信道长度改变时,基于元学习的算法依然可以获得较好的性能。
