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面向无人机数据采集的短突发CPM盲Turbo均衡

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陆军工程大学学报 2023年第4期2卷 16-23页

作者：潘子豪谢琛王桁魏以民郭道省陆军工程大学通信工程学院江苏南京210007

在无人机辅助的战场侦察传感器数据采集中,短突发连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)具有重大的实用价值,但也面临着盲均衡复杂度高、性能差等问题。基于期望最大化(expectation-maximization,EM)-维特比类盲均衡算法,针对... 详细信息

在无人机辅助的战场侦察传感器数据采集中,短突发连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)具有重大的实用价值,但也面临着盲均衡复杂度高、性能差等问题。基于期望最大化(expectation-maximization,EM)-维特比类盲均衡算法,针对短突发CPM提出了一种盲Turbo均衡算法。采用盲信道捕获方法设计了一组初值方案,同时在EM算法中嵌入Lazy维特比算法,提高了信道估计收敛性并降低了复杂度;接着在编码CPM中匹配卷积码和交织器,优化系统参数,并利用Turbo均衡进一步改善误码率;针对短帧迭代过程中交织深度不够导致的正反馈问题,通过改进外信息交换方式提升turbo迭代的收敛性。理论分析和仿真结果表明,相比传统方法,所提算法在显著降低计算复杂度的同时能够兼顾误码率性能。

关键词：盲均衡短突发 EM算法 Lazy维特比算法 Turbo均衡

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水声通信系统中双向Turbo均衡算法

声学学报 2018年第5期43卷 771-778页

作者：奚钧壹鄢社锋徐立军田婧中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

提出了一种水声通信系统中直接自适应双向Turbo均衡算法。摒弃了信道估计步骤,采用基于直接自适应的Turbo均衡器,并利用内嵌数字锁相环的判决反馈均衡器结构跟踪时变信道,采用最速优化算法自适应调整迭代步长,使得收敛速度和算法性能得... 详细信息

提出了一种水声通信系统中直接自适应双向Turbo均衡算法。摒弃了信道估计步骤,采用基于直接自适应的Turbo均衡器,并利用内嵌数字锁相环的判决反馈均衡器结构跟踪时变信道,采用最速优化算法自适应调整迭代步长,使得收敛速度和算法性能得到很好折中。此外,利用最小均方误差准则,得到最优权重因子,对正向与反向Turbo均衡结果加权求和,消除误差传播效应。仿真和湖上实验验证了方法的正确性,双向均衡的性能优于单向均衡。湖上实验结果表明,基于直接自适应算法相比于基于信道估计的算法,对时变信道不敏感,能获得更低的误比特率。

关键词：均衡算法通信系统水声最小均方误差准则判决反馈均衡器自适应调整 Turbo均衡信道估计

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Turbo均衡中的符号方差反馈均衡器

电子与信息学报 2016年第3期38卷 694-699页

作者：武岩波房小芳朱敏中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院声学研究所海洋声学技术中心北京100190 中国科学院大学北京100190

为了降低Turbo均衡中均衡器的复杂度,该文提出了符号方差反馈均衡算法(SVFE)。该算法是对精确的线性最小均方误差估计值(LMMSE)进行Taylor展开得到的。在该算法中,先利用时不变均衡器得到初步符号估计值,再根据先验符号方差对估计值加权... 详细信息

为了降低Turbo均衡中均衡器的复杂度,该文提出了符号方差反馈均衡算法(SVFE)。该算法是对精确的线性最小均方误差估计值(LMMSE)进行Taylor展开得到的。在该算法中,先利用时不变均衡器得到初步符号估计值,再根据先验符号方差对估计值加权,最后进行时不变滤波得到更佳的符号估计值。由于用到了时变的先验符号方差信息,其性能更接近精确的LMMSE均衡器。将所提算法用于Proakis C信道下的Turbo均衡处理,和时不变均衡算法进行仿真对比,所提算法将信噪比损失从0.83 d B降到了0.17 d B,并且仍可通过快速傅里叶变换降低为对数复杂度。

关键词： Turbo均衡软输入软输出均衡最小均方误差线性均衡器

基于隐马尔科夫模型的CPM信号盲Turbo均衡算法

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通信学报 2015年第3期36卷 223-231页

作者：钟凯彭华葛临东解放军信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450002

针对高阶连续相位调制信号(CPM)盲均衡中存在的均衡性能较差以及不容易收敛等问题,从隐马尔科夫模型(HMM)的角度出发,建立一种新的EM-SOVA信道盲均衡方法,并结合Turbo均衡思想,提出了一种适用于高阶CPM信号的盲Turbo均衡算法。该算法通... 详细信息

针对高阶连续相位调制信号(CPM)盲均衡中存在的均衡性能较差以及不容易收敛等问题,从隐马尔科夫模型(HMM)的角度出发,建立一种新的EM-SOVA信道盲均衡方法,并结合Turbo均衡思想,提出了一种适用于高阶CPM信号的盲Turbo均衡算法。该算法通过将SOVA内嵌到EM算法的迭代过程中,有效改善了信道均衡效果,同时使用Turbo均衡的软信息迭代处理来进一步提高低信噪比条件下系统性能。理论分析和仿真结果表明,所提算法具有良好的盲均衡性能以及收敛性。

关键词：连续相位调制隐马尔科夫模型软输出维特比算法期望最大化算法 Turbo均衡

一种水声通信Turbo均衡中的软迭代信道估计算法

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电子与信息学报 2013年第3期35卷 677-682页

作者：唐怀东朱敏武岩波中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

Turbo均衡技术是水声相干通信克服信道多径、消除码间干扰(ISI)的有效工具。Turbo均衡实际使用时需要对时变、多径信道进行良好的估计。为了提高信道估计的效果,该文基于时变横向滤波和相位旋转信道模型,提出一种水声通信Turbo均衡中的... 详细信息

Turbo均衡技术是水声相干通信克服信道多径、消除码间干扰(ISI)的有效工具。Turbo均衡实际使用时需要对时变、多径信道进行良好的估计。为了提高信道估计的效果,该文基于时变横向滤波和相位旋转信道模型,提出一种水声通信Turbo均衡中的软迭代信道估计算法。该算法采用快速自优化最小均方算法得到各数据符号处的横向滤波器系数矢量并与二阶锁相环联合优化计算。通过仿真比较,该算法明显优于硬迭代信道估计算法,且相位估计性能优于其他文献中的软迭代信道估计算法。在海上试验中,水声通信距离5 km,方向近似垂直,接收阵起伏周期10 s,起伏幅度5 m左右,在此情况下进行数据采集。将该算法用于对海试数据的单通道Turbo均衡处理,实现无误码输出,验证了所提算法在软迭代信道相位估计方面的优势。

关键词：水声通信 Turbo均衡信道估计快速自优化最小均方算法锁相环

一种适用于深海远程水声通信的LT-Turbo均衡方法

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中国科学：物理学、力学、天文学 2016年第9期46卷 90-97页

作者：台玉朋王海斌杨晓霞汪俊中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190

深海水声信道具有信噪比低、信道参数随时间和空间变化的特点,而且由于反馈延时长等限制,在当前的深海远程水声通信系统中很难建立有效的反馈信道,这也使基于反馈信道的差错控制方法和组网协议难以应用于深海远程水声通信.针对以上两方... 详细信息

深海水声信道具有信噪比低、信道参数随时间和空间变化的特点,而且由于反馈延时长等限制,在当前的深海远程水声通信系统中很难建立有效的反馈信道,这也使基于反馈信道的差错控制方法和组网协议难以应用于深海远程水声通信.针对以上两方面问题,本文提出了一种基于Ludy Transform编码(LT编码)的联合迭代均衡译码方法,简称LT-Turbo均衡方法.该方法利用了LT编码的无固定编码速率、与信道和通信节点无关等特性,能够在深远海水声通信中灵活控制编码速率,并通过联合迭代均衡译码,进一步提高通信效率.数值仿真结果显示,相比于分离的均衡译码方法,LT-Turbo均衡方法能够获得更低的误码率,而且更接近理论极限;在低信噪比的深海水声信道中,实现同样的可靠信息传输,该方法所需的编码冗余度为传统时域重发方法的1/2左右,提高了有效信息传输速率.

关键词：深海 LT编码水声通信 Turbo均衡

基于Turbo均衡和信道估计的单通道盲信号恢复算法

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通信学报 2014年第1期35卷 47-53,61页

作者：张冬玲杨勇李静葛临东解放军信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450002

定时同步是单通道盲信号接收端处理的难点,提出了一种无需定时同步基于Turbo均衡的单通道盲信号恢复算法。该算法将定时同步偏差等效为符号间干扰(ISI,inter-symbol interference)信道,通过信道估计和Turbo均衡相互反馈软信息来改善源... 详细信息

定时同步是单通道盲信号接收端处理的难点,提出了一种无需定时同步基于Turbo均衡的单通道盲信号恢复算法。该算法将定时同步偏差等效为符号间干扰(ISI,inter-symbol interference)信道,通过信道估计和Turbo均衡相互反馈软信息来改善源信号信息恢复性能。重点研究了初始盲均衡算法、信道估计算法、混合信号的MMSE均衡算法以及三者间的软信息交互。算法复杂度低、计算量小,适用于高阶调制信号。仿真结果表明,对BPSK、QPSK和8PSK信号,该算法都能得到较好的性能,且对等功率和不等功率信号同样适用。

关键词：盲分离单通道成对载波多址 Turbo均衡递归最小二乘信道估计

基于线性MMSE的Volterra信道Turbo均衡算法

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系统仿真学报 2016年第11期28卷 2742-2746页

作者：郭业才马伟伟张珊周润之南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

非线性码间干扰是影响卫星通信的重要因素之一,需要有效消除或降低这种影响。在用Volterra级数分解表示非线性信道基础上,提出了基于线性MMSE(Minimum Mean Square Error)的Turbo均衡算法,以解决非线性码间干扰问题。通过对基于线性MMSE... 详细信息

非线性码间干扰是影响卫星通信的重要因素之一,需要有效消除或降低这种影响。在用Volterra级数分解表示非线性信道基础上,提出了基于线性MMSE(Minimum Mean Square Error)的Turbo均衡算法,以解决非线性码间干扰问题。通过对基于线性MMSE的Turbo均衡算法作无先验信息和低复杂度的MMSE近似处理,在不降低均衡性能的前提下,既能同时消除线性和非线性干扰,又能大大降低计算复杂度。仿真验证了该算法的有效性。

关键词： Volterra信道最小均方误差 Turbo均衡码间干扰

基于Rimoldi分解的连续相位调制信号turbo频域均衡算法

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电子与信息学报 2014年第5期36卷 1190-1195页

作者：钟凯彭华葛临东解放军信息工程大学信息系统工程学院郑州450002

针对高阶部分响应连续相位调制(CPM)信号均衡中存在的复杂度高和性能较差等问题,该文从Rimoldi分解的角度出发,设计了一种新的适用于倾斜相位CPM信号的发射帧结构,并在此基础上结合单载波频域均衡(FDE)和Turbo均衡的思想,提出了一种适... 详细信息

针对高阶部分响应连续相位调制(CPM)信号均衡中存在的复杂度高和性能较差等问题,该文从Rimoldi分解的角度出发,设计了一种新的适用于倾斜相位CPM信号的发射帧结构,并在此基础上结合单载波频域均衡(FDE)和Turbo均衡的思想,提出了一种适用于高阶CPM信号的turbo频域均衡算法。该算法通过将信号均衡转化到频域进行处理,避免了时域均衡算法在计算均衡器系数时存在的大矩阵求逆问题,同时使用Turbo均衡的软信息迭代处理来改善系统的性能。理论分析和仿真结果表明,对于四阶部分响应CPM信号,在存在严重符号间干扰的多径衰落信道的条件下,该算法与现有的基于符号的频域均衡算法相比,在保持较低复杂度的同时,具有大约1.5 dB的性能增益。

关键词：无线通信连续相位调制多径衰落信道 Rimoldi分解单载波频域均衡 Turbo均衡