水聲多載波通信系統(tǒng)信道估計技術(shù)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著水聲通信技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,利用水聲通信系統(tǒng)傳送的信息量大為增加,傳統(tǒng)的低速率通信方式已經(jīng)難以滿足應(yīng)用的需求,需要的是一種高速率、低功耗、高可靠性的實時傳輸方式。
   近些年來,正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)在水聲通信系統(tǒng)中得到了廣泛的研究,其中,信道估計技術(shù)對水聲OFDM通信系統(tǒng)具有非常重要的作用,對信道特性及時、準(zhǔn)確的估計是接收機

2、正確接收信息的保證。由于淺海水聲信道特性,使得水聲OFDM通信系統(tǒng)的信道估計也是一項非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。一方面,傳統(tǒng)的基于疊加導(dǎo)頻的信道估計算法為了對信道沖擊響應(yīng)進行較為準(zhǔn)確的估計,需要較多的傳送載荷開銷,造成信息傳輸效率的下降,一方面,水聲多載波通信系統(tǒng)都不同程度的受到載波頻率偏移和脈沖干擾的影響。另外,許多新的估計算法在噪聲干擾比較大,信噪比較低的情況下性能不理想,而提高信號發(fā)射功率,又容易導(dǎo)致更高的峰值平均功率比(PAPR),顯

3、然不是一種好的解決方案。這些因素都極大地制約了高速率高可靠性水聲通信系統(tǒng)的發(fā)展。
   壓縮感知(Compressive Sensing,CS)理論的提出,為上述問題提供了解決的可能性。壓縮感知是一種全新的數(shù)據(jù)采集、處理方式,它能夠從極少數(shù)的觀測樣本中準(zhǔn)確的重構(gòu)出原始數(shù)據(jù),其衍生出的算法廣泛應(yīng)用于信號處理領(lǐng)域的各個方面。
   本文研究基于壓縮感知技術(shù)的水聲OFDM系統(tǒng)信道估計算法。首先,利用水聲信道時域沖激響應(yīng)的稀疏性

4、,采用壓縮感知理論對信道進行估計,降低了系統(tǒng)的載荷開銷,提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸有效性。其次,通過對傳感矩陣進行優(yōu)化,進一步提高壓縮信道感知算法的性能。再次,為了提高系統(tǒng)的魯棒性,分析在水聲信道中普遍存在的多普勒頻移及脈沖噪聲對水聲OFDM系統(tǒng)的影響,在接收端對多普勒頻移和脈沖噪聲進行聯(lián)合估計與補償。最后,在壓縮感知信道估計的基礎(chǔ)上引入貝葉斯理論,利用對信道稀疏特性的先驗假設(shè)進行后驗概率估計以提高低信噪比下信道估計算法的性能。研究了在高斯二項

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