水声扩频通信中多假设反馈自适应均衡算法研究

研究了复杂多变的水声信道条件下直接序列扩频-码分复用(DS/SS-CDMA)通信技术.本文将空间分集-多普勒频移补偿-自最佳自适应判决反馈均衡算法应用到水声DS/SS-CDMA通信,提出了基于码片速率的多假设反馈自适应均衡算法.应用该均衡算法可以恢复经过水声信道传输后扩频信号的相关特性.对实际的海上试验数据分析结果表明:算法以增加计算复杂性为代价显著提高了通信性能,在时变的多途扩散、多普勒扩散以及低信噪比的水声信道条件下可以保证低的通信误码率,算法性能良好.     

远程高速水声通信及实验研究

严重受限的带宽是导致目前远程水声通信系统数据率较低的主要原因,针对这一问题,提出了带宽利用率高的相位相干远程高速水声通信方法;利用8PSK和16QAM信号进行了远程(30km)海上实验研究,结果表明,采用内嵌二阶锁相环的自适应判决反馈均衡器接收机可消除慢变水声信道的影响,在距离为30km,误码率在10-3内的条件下,数据率可达1200 bit/s和1600 bit/s.     

OFDM水声通信中的综合多普勒补偿方法

正交频分复用（OFDM）技术已经应用于水声通信中,是一种高速传输的方法。但是OFDM的传输对于子载波正交性的要求很高,所以水声通信中存在的严重多普勒频率偏移限制了OFDM技术在水声通信中的应用。分析了适合于收发双方的多普勒估计与补偿技术,提出了综合多普勒补偿方法,即综合利用循环前缀法和利用训练序列进行多普勒估计与补偿。结合实际湖试水声信道进行实验,结果验证了该方法有效地降低了误码率,优于传统的多普勒估计与补偿方法。     

水声通信自适应多普勒频移补偿仿真研究

在水声通信中,当收发双方存在一定加速度时,传统的多普勒频移补偿误差较大,影响码元同步并降低接收性能.为了补偿加速度下的多普勒频移,提出一种自适应多普勒频移补偿方法,在均衡的同时利用最大似然函数计算插值因子并对信号进行线性插值,以补偿加速度引起的每帧数据内不断变化多普勒频移.通过计算机仿真,验证了该方法的有效性,并将其与传统方法进行了性能对比.由于不需要加入专用的数据用来检测多普勒频移,所以还可以提高一定的频带利用率或功率利用率.     

基于UW帧结构水声通信系统及其性能分析

设计了一种基于UW(Unique Word)帧结构的单载波频域均衡(SC-FDE)水声通信系统框架,论述了系统的基本原理。为解决帧同步过程中出现由水声多径引起的相关峰峰值分裂现象,提出一种基于UW序列的相关同步算法,使系统的同步精度显著提高。同时给出了基于UW序列的多普勒频移的估计和校正、信道估计和频域均衡算法。最后对系统的性能进行了分析。结果表明:采用相关同步算法的基于UW帧结构的单载波频域均衡水声通信系统能够显著提高在较复杂的信道条件下的帧同步精度,对水声信道中严重的多普勒频移和多径信道进行有效的估计,并能够对时变信道进行跟踪,在高信噪比下系统有较低的误码率,对水声通信有良好的应用价值。     

差分扩频技术在移动水声通信中的应用

提出了基于差分相干解调法的DS/BDPSK水声通信技术,在接收端采用差分相干解调的方法,解决了在水声通信中载波估计较难的问题,可克服传输过程中由于载波漂移产生的频率和相位误差.通过计算机仿真研究、湖试试验,验证了该系统在复杂的水声信道中具有较强的抗多径能力、抗多普勒能力,能实现低误码率通信,具有较好的有效性和鲁棒性.     

OFDM水声通信多普勒频移采样率转换算法

对于OFDM水声通信系统,传统的基于数据辅助多普勒频移因子估计算法会降低系统的信息传输速率,对接收信号进行采样率转换通常采用重采样的方法,计算量较大。针对上述问题,提出基于过采样技术的多普勒频移因子估计算法及采样率转换算法,通过采用对系统发射信号与接收信号采样点数进行比较的方法,得到多普勒频移因子的估值。在此基础上,利用上述过采样数据和线性插值算法对接收信号进行采样率的转换。理论分析和仿真结果表明,改进算法在保证系统性能的同时,可以大幅减小接收机的计算量,适用于高速实时水声通信系统。     

一种改进的DMT系统频域均衡器

在多载波DMT通信系统中,同时采用时域均衡器和频域均衡器来补偿各个子信道的幅度和相位失真。基于该原理,文章提出了一种优化结构设计的DMT系统频域均衡器,其采用了资源共享的折叠结构,流水线结构,同时CU(Computing Unit)设计也有一些特色,并且根据多载波传输特点,对LMS算法进行修改,与传统均衡器相比,能有效降低系统传输的误码率。该文介绍的频域均衡器针对256个子信道,数据32bit位长的信道均衡。目前,该频域均衡器已在FPGA上验证通过。     

水声CDMA多用户通信系统仿真研究

针对水声环境通信系统码间干扰和相位偏移问题是水下多用户通信面临的主要问题,水下有限的发射功率使接收机对远距离用户信号的接收性能较低。提出了一种水声码分多址多用户通信系统,系统采用多输入多输出(M IMO)判决反馈均衡器补偿码间干扰、抑制多址干扰,同时利用扩频增益提高接收性能并进行仿真验证。计算机仿真结果表明,当扩频码长度为15、输入信噪比为16dB、远距离用户信号功率比近距离用户低14dB时,接收机能够对各用户信号无误码地接收,证明了系统的有效性。     

具有时变通信受限非线性信息物理系统的网络化预测控制

针对具有时变通信受限的一类非线性信息物理系统,本文采用网络化预测控制策略,对于时变通信时延和数据丢失,不是使用常规的被动方式抑制,而是进行主动补偿.为了使补偿时变通信受限的方式简单、主动和通用,提出了一种新颖的网络化非线性预测控制方法.所设计的网络化非线性预测控制器能达到具有与无网络的本地闭环控制系统完全相同的期望控制...     

地空信道下基于OFDM/OQAM系统的信道估计研究*

针对地空信道时变快,正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统存在固有干扰的问题,提出一种信道估计算法。该信道估计算法包含一种新型的梳状导频结构和一种改进的线性插值算法。提出的新型梳状导频通过将导频周围数据置零来消除系统的固有干扰和减小子载波间干扰对信道估计的影响,且导频分布在整个时间轴上,因而可以较好的跟踪信道状态;改进的线性插值算法通过在时域插零,来减小信道噪声和系统干扰对信道估计的影响。仿真结果表明,提出的梳状导频相比于传统梳状导频具有较好的优势,可有效提高系统的抗误码性能;改进的线性插值算法相比于传统插值算法可有效提高系统的可靠性。     

基于滑窗滤波和多项式拟合的时变信道估计方法

基于长期演进（LTE）的车辆到一切（LTE-V2X）标准沿用LTE标准的帧格式,并采用块状导频辅助的单载波频分多址（SC-FDMA）系统完成信道估计。然而,由于V2X信道的时变特性,接收机信道估计面对巨大的技术挑战。因此,设计了一种基于滑窗滤波和多项式拟合的时变信道估计方法。针对导频符号处的噪声问题,在最小二乘（LS）方法基础上,采用了自适应长度的滑动窗口滤波进行降噪处理,从而保证导频符号处的信道估计精度。另外,根据多普勒频移大小,设计了自适应阶次的多项式拟合方法来跟踪数据符号处的信道变化。仿真结果表明,所提方法在LS方法的基础上有良好的去噪效果,在低速移动情况下的估计精度介于LS方法和线性最小均方误差（LMMSE）方法之间,而该方法在高速移动条件下能更好地拟合信道的时变特性,且性能上超过了LMMSE方法结合线性插值的信道估计方法。以上结果说明,所提方法相对于对比方法具有更好的自适应性,适用于不同的信道噪声和终端移动速度下的LTE-V2X通信场景。     

Video frame interpolation via optical flow estimation with image inpainting

As we all know, video frame rate determines the quality of the video. The higher the frame rate, the smoother the movements in the picture, the clearer the information expressed, and the better the viewing experience for people. Video interpolation aims to increase the video frame rate by generating a new frame image using the relevant information between two consecutive frames, which is essential in the field of computer vision. The traditional motion compensation interpolation method will cause holes and overlaps in the reconstructed frame, and is easily affected by the quality of optical flow. Therefore, this paper proposes a video frame interpolation method via optical flow estimation with image inpainting. First, the optical flow between the input frames is estimated via combined local and global-total variation (CLG-TV) optical flow estimation model. Then, the intermediate frames are synthesized under the guidance of the optical flow. Finally, the nonlocal self-similarity between the video frames is used to solve the optimization problem, to fix the pixel loss area in the interpolated frame. Quantitative and qualitative experimental results show that this method can effectively improve the quality of optical flow estimation, generate realistic and smooth video frames, and effectively increase the video frame rate.     

引入加权系数消除ICI的二次快时变信道估计算法

针对高速移动环境下由多普勒频移引起的子载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）,提出一种引入加权系数消除ICI的二次快时变信道估计算法。该算法进行两次信道估计,第一次估计用于提供信道状态信息,在保证符号率的前提下消除ICI,第二次估计在ICI消除的情况下进行,可以提高信道估计精度;并对简化的并行干扰消除（parallel interference cancellation,PIC）算法进行改进,基于最小均方误差准则引入加权系数,使得ICI消除后的残余误差最小。仿真结果和理论分析达到很好的一致性,当信道信噪比为0 dB时,归一化均方误差（normalized mean square error,NMSE）性能增益最大约为0.0714,提高了快时变信道估计的精度。     

基于改进SRGAN的OFDM信道估计方法

在正交频分复用(OFDM)系统的信道估计过程中,传统信道插值算法是建立在假设导频附近处的估计值存在关联的基础上,当信道特征因无线信道的时变、频变特性而不连续时,估计结果将不理想。针对这一问题,本文引入超分辨率重建模型SRGAN的改进模型——SRWGAN,替代信道估计中的插值处理。在SRWGAN模型中,将导频处的最小二乘(LS)估计值类比于低分辨率图像中的像素点,先通过卷积网络提取信道特征,再通过多个残差网络学习映射关系,然后经上采样层放大,最后通过判别网络WGAN不断判别并提升估计效果。实验结果表明,基于SRWGAN的信道估计效果优于传统的信道估计算法,且与同类型的SRCNN模型相比,同等条件下,当误码率相同时,信噪比(SNR)提升约3 dB,当MSE值相同时,SNR提升约5 dB。     

基于运动矢量投影的帧率转换算法

提出一种基于运动矢量投影的帧率转换算法。在运动估计阶段，采用连续消除算法SEA，将该算法与全搜索相结合，对块匹配准则的计算过程进行优化，可以在保证图像质量的同时减小计算复杂度。在运动矢量场投影过程中，定义一个新的运动矢量选取标准，在匹配准则的基础上添加了块的位置信息，相对于传统标准，本标准更能代表内插块的真实运动，准确性更高。在运动补偿阶段，针对投影过程中产生的重叠现象，采用自适应加权补偿插值算法，考虑所有重叠投影块的运动信息。对于产生的空洞现象，采用运动矢量中值滤波的算法来填充。实验结果表明，该算法可以减少运动信息的丢失，插值效果更加准确。     

基于干扰补偿的拦截弹制导控制一体化设计

针对姿控式直接力/气动力复合控制拦截弹,提出一种基于干扰补偿和动态面方法的制导控制一体化(IGC)算法.首先设计一种适用于未知上界干扰的变增益扩张状态观测器(TVGESO),在有效保证估计精度的同时,能够减弱初始尖峰现象;然后考虑目标机动以及喷流扰动等模型不确定性,应用TVGESO在线干扰逼近补偿,基于积分滑模动态面方法设计了IGC算法;最后基于Lyapunov理论对闭环系统稳定性进行证明.数值仿真结果表明了所提出设计方案的有效性.     

一种用于化学成分定量测定的自适应卡尔曼滤波方法

本文提出了一种新的多组分定量的卡尔曼滤波模型。由极大似然法估计模型中未知、缓慢变化的参数。结合参数估计和卡尔曼滤波,构成了一种自适应的卡尔曼滤波方法。它在理论上对量测偏差和非线性组分的影响有很好的补偿作用。实验结果表明,这种方法具有满意的定量精度。     

一种改进的分数时延估计方法及应用

传统的分数时延估计算法对环境噪声和混响噪声比较敏感,在复杂的实际环境中,算法性能会严重下降。为进一步提高时延估计算法性能,提出一种基于广义互相关（Generalized cross correlation,GCC)改进算法的广义互相关 最大似然相位补偿（ GCC Maximum likelihood phase compensation,GCC MLP)分数延时估计算法。该算法改进了GCC频域加权函数,并将线性相位补偿应用于频域互相关谱,获得连续的分数时延估计值,进一步提高了分数时延估计的精确性。仿真结果表明,GCC MLP相位补偿分数时延估计算法增强了对环境噪声和混响噪声的鲁棒性,减小了时延估计误差,算法性能优于曲线拟合、Sinc插值等传统分数时延估计算法。