拟牛顿优化BP网络盲判决反馈均衡器

针对水声通信严重多途效应导致的码间干扰,利用神经网络良好的非线性拟合能力,将盲判决反馈均衡器结构与神经网络相结合,同时通过拟牛顿算法提升神经网络的收敛速度,提出了一种拟牛顿优化神经网络的盲判决反馈均衡器。用两个单隐层误差反向传播（Back Propagation,BP）网络替换判决反馈均衡器前馈和反馈滤波器,利用拟牛顿迭代计算神经网络权值,在不计算二阶导数的前提下,使用近似矩阵来近似各层网络权值误差性能函数Hessian矩阵的逆矩阵,通过测量各层权值的梯度变化进行迭代计算。应用自动增益控制和锁相环进行幅度和相位修正。仿真结果表明,拟牛顿优化神经网络的盲判决反馈均衡器在水声信道均衡问题中具有更快的收敛速度及更低的误码率。     

水声DS-CDMA通信中多相位假设码片速率自适应判决反馈均衡算法研究

研究了直接序列扩频码分复用(DS-CDMA)通信中基于多相位假设的码片速率自适应判决反馈均衡算法.水声信道的衰落和多普勒频移会严重影响扩频信号的相关特性,需要在做解扩频之前进行多普勒频移补偿和信道自适应均衡.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DS-CDMA通信中,提出一种基于多相位假设的码片速率自适应判决反馈均衡算法,并用实际的千岛湖实验数据和仿真数据对算法性能进行了分析.结果表明算法以增加计算复杂性为代价显著提高了DS-CDMA通信性能,在复杂快变的多途和多普勒频移条件下可以保证低的误符号率,在低信噪比条件下能够稳定工作,总体性能良好.     

基于正方形星座图划分的水声信道盲均衡算法

本文提出了一种适用于高阶QAM信号的盲均衡算法，该算法分别对QAM信号的同相分量和正交分量进行均衡，其收敛后的性能优于常数模算法CMA和基于判决圆划分的算法，因而误码率较低．采用分数间隔系统进行水声多途信道的仿真实验验证了该算法良好的收敛性能．     

含软判决引导的修正恒模盲均衡算法

在CMA算法基础上，提出了一种混合的修正恒模盲均衡算法MCMA＋SDD。新算法对CMA算法进行修正，同时引入软判决思想。理论分析和计算机模拟表明，该算法克服了CMA收敛速度慢、稳态误差大的缺点，同时可以纠正相位偏转。与CMA＋SDD算法相比，具有更快的收敛速度和更低的稳态均方误差。     

强多径干扰下的水声通信均衡算法研究

水声信道的典型特点为强多径干扰、多普勒频移严重。锁相环-判决反馈均衡器(Phase-Lock Loop-Decision Feedback Equalization,PLL-DFE)是水声相干通信中克服信道多径干扰,消除码间干扰的主要技术手段。对抗多径干扰的判决反馈均衡自适应算法进行了改进,在快速自优化LMS算法的基础上进行了优化,提出了记忆快速自优化均衡(Memory Fast-Optimized LMS,MFOLMS)算法。该算法提高了均衡器的跟踪性能。在二阶锁相环和判决反馈均衡器的联合作用下,按照最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)准则自动调节相应的参数,使均衡器达到最佳的性能。仿真和湖试数据处理结果均表明,该文提出的算法可以抵消多径的影响,提高通信系统的接收性能。     

冰下单载波水声通信试验研究

北极地区战略地位的提高促进了极区各种应用的快速发展，冰下水声通信成为其中一个热点问题。为了研究冰下单载波水声通信性能，在黄海冰区开展冰下试验。重点分析了内嵌锁相环的多通道判决反馈均衡(Multi-channelDecision Feedback Equalization, M-DFE)技术在冰下水声通信中抗多途时延的能力，研究比较了改进比例归一化最小均方(Improved Proportional normalized Least Mean Square, IPNLMS)算法和递归最小二乘(Recursive Least Squares,RLS)算法的均衡性能。试验结果表明IPNLMS和RLS都能克服信道多途效应带来的影响。在牺牲计算复杂度的前提下，RLS具有更好的均衡效果，M-DFE在冰下环境中能够有效消除码间干扰。     

基于硬判决的BICM-ID系统的迭代载波相位同步算法

在基于迭代译码的比特交织编码调制(BICM-ID)系统中,提出了一种利用译码产生的硬判决信息作引导的迭代载波相位同步的算法.该算法等效于期望最大化(EM)算法,收敛于最大似然(ML)估计,利用Viterbi译码过程中产生的数据比特硬判决信息,通过迭代地在同步和解码之间交换信息来完成联合解码和载波相位同步,实现了联合解码同步.仿真结果验证了该算法的有效性.在相偏θ∈[-20°,20°]时,其误码率性能最佳;在迭代次数达到5次时,误码率性能基本接近理想同步性能,较传统的相位同步算法具有更优的性能.随着信噪比的增大,能更快地逼近理想同步性能.     

信道时域均衡技术研究

当发送信号通过非理想信道时,通常会产生码间干扰。采用均衡技术可以有效的进行补偿。均衡能够有效地克服传输中的多径干扰和消除码间串扰,是无线通信系统中的一项重要技术,并且在许多相关领域都有非常广泛的应用,目前已广泛用于通信、雷达、声纳、控制和生物医学工程等许多领域。介绍非线性均衡器,对非线性的判决反馈均衡和线性均衡做对比。仿真结果表明,判决反馈均衡器有着比线性均衡器更好的性能。     

水声通信多通道最大似然联合均衡译码方法

水平阵是水声通信中常见的阵列接收形式,但垂直阵也有重要的应用场合。文章提出了一种适用于垂直阵的水声通信多通道最大似然联合均衡译码方法,相比现有仅在信道均衡中叠加各通道信号的多通道判决反馈均衡方法(Multichannel Decision Feedback Equalizer, M-DFE),该方法利用最大似然准则,在一体化联合均衡译码过程中融合空间多通道接收信息,将空间增益直接用于抵抗水声信道多途衰落和译码纠错,有效提升了水声通信的性能。仿真结果表明,在误码率同样达到 10^-3的条件下,该方法所需信噪比相比 M-DFE方法可下降 2 dB。海上实验结果显示,在多种信道条件下,该方法实现正确译码的通信速率是 M-DFE方法的 1.25倍以上。     

水声通信空时联合均衡技术仿真研究

针对单传感器接收性能受水声信道衰落特性影响较大的问题,通过判决反馈均衡与分集技术相结合的空时联合均衡,采用快速优化最小均方(FOLMS)算法,实现了分集通信仿真。仿真结果表明,当信道出现衰落时,单通道均衡的效果较差,通过空时联合均衡则可有效提高接收性能。文中还给出了不同输入信噪比及不同分集情况下的计算结果,显示了误码率随分集数目的增加以及支路中衰落路数减少而降低的趋势。     

Dual FDTS/DF: a unified approach to dual-detection and modificationfor MTR codes

Dual-detector decision-feedback schemes have recently gained considerable interest in magnetic recording. Schemes such as dual decision feedback equalization (DDFE), M2DFE, and dual FDTS/DF are dual-detector versions of DFE, multilevel DFE (MDFE), and fixed delay tree search with decision feedback fixed-delay tree search with decision feedback (FDTS/DF) detectors, respectively. At high recording densities, the dual-detector versions significantly improve bit-error-rate (BER) performance and reduce error propagation. In this paper, we first give a unified approach to the bit-error-rate analysis of dual-detector decision feedback schemes in an attempt to highlight their relationship, and then we show that the performance of dual FDTS/DF reduces to that of DDFE for τ=0 and reduces to that of M2DFE for τ=1 with d=1 code constraint. Further, we extend the dual FDTS/DF detection scheme to maximum transition run-length (MTR) coded channels. On the basis of both BER and error event analysis, we propose a modified dual FDTS/DF detection scheme for MTR-coded channels that improves BER performance. The new scheme modifies certain bits in the detection profess for preventing the dominant error event. Simulation results on 6/7 MTR-coded Lorentzian channel show that the modified detector gives around 1 dB SNR improvement over the advanced (trellis-coded extended partial response) TC-E²PR detector     

Two-Dimensional Equalization/Detection for Patterned Media Storage

Although patterned media storage (PMS) is a promising candidate for ultrahigh-capacity magnetic data storage, as the capacity of PMS increases, the bit error rate (BER) performance of the system is degraded by increased two-dimensional intersymbol interference (2D-ISI), which results from intertrack interference (ITI), intersymbol interference (ISI), and noise. To improve the system performance under these adverse effects and to increase the capacity, in this paper, we propose to use and/or devise two-dimensional equalization/detection techniques: iterative decision feedback detection (IDFD) and two-dimensional generalized partial response equalization, which is optimized in minimum mean square error (MMSE), followed by one-dimensional Viterbi algorithm (2D-GPR/1D-VA). We evaluate the performance of the proposed methods by using numerical experiments under different amounts of 2D-ISI and noise. Simulation results suggest that under high storage density, the performance of the IDFD is improved by using more iterations and that under the same computational load, 2D-GPR/1D-VA performs better than IDFD. 2D-GPR/1D-VA, therefore, is a good candidate for ultrahigh-capacity PMS.     

一种浅海水声信道分数间隔自适应均衡算法研究

水声信道是最为复杂的数据通信环境之一,而具有重要军用和商用价值的浅海水声信道,其多径与频散效应更为严重。在浅海水声数字通信中,普遍存在着码间干扰和码内干扰效应,严重影响了水下通信的速度和质量。在判决反馈结构的基础上,采用分数的方法,提出了一种适用于浅海水声信道的自适应均衡算法,并通过计算机仿真实验与整数方法进行了性能对比。传输信号采用正交相移键控调制方式,以有效利用有限通信带宽。仿真结果表明,该算法获得了较快的收敛速度和较小的稳态误差,提高了水声通信的有效性及可靠性,因而具有良好的工程应用价值。     

一种用于水声相干通信的快速自适应自最佳均衡器

多通道判决反馈均衡器(MC-DFE)是水声相干通信克服信道多径效应、消除码间干扰(ISI)的主要手段。本文提出了一种用于水声相干通信系统的分集合并自最佳自适应多通道判决反馈均衡器。该算法将快速自优化LMS分集合并(FOLMSDC)算法、快速自优化LMS(FOLMS)算法和快速自优化LMS相位补偿(FOLMSPC)算法有机地结合在一起。该算法一方面可以进一步减少运算复杂度,另一方面,由于算法中的步长因子和相位跟踪因子可以自适应地更新,因此算法可以更好地跟踪水声信道的变化,进一步提高通信系统的接收性能。仿真结果表明,本文提出的算法的性能优于现有算法。     

单载波频域判决反馈均衡水声通信技术研究

水声信道中多途干扰严重,由多途效应引起的码间干扰是影响水声通信系统的关键性因素。单载波频域均衡(Single-Carrier Frequency Domain Equalization,SC-FDE)技术基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术提出,能有效对抗水声信道中的多途干扰,同时能避免OFDM技术峰值平均功率比高的不足。文中先介绍判决反馈均衡算法,并与其他均衡算法的抗多途性能进行比较。然后为提高系统均衡的可靠性和水声信道带宽利用率,对传统数据帧结构进行改进。将独特字(Unique Words,UW)序列均分,提高水声信道估计的精度,进而降低误码率,增加传输的可靠性;增加数据帧中有用信息符号,系统误码性能几乎不变,水声信道频带有效利用率提高。最后开展水池试验,验证了算法的有效性和可靠性。