水声通信中信号均衡的仿真研究

针对水声通信中多途效应和环境噪声对信号准确传输的严重影响,为取得水声准确信号,提出了一种果蝇优化正交小波自适应软约束常模盲均衡算法,优化水声通信系统中均衡器的性能,确保水下信号传输质量.用正交小波变换降低了信号的自相关性,加快了自适应软约束常模盲均衡算法(SCS-CMA)的收敛速度,减小了稳态误差,并利用果蝇算法的全局快速寻优能力进一步优化了均衡器性能.水声信道仿真结果验证了新算法的良好性能,信号可在复杂水声信道中准确传输.     

遗传神经网络在水声通信盲均衡中的应用

研究在水声通信优化问题,水声信道具有空变、时变、高噪声等特性,对通信信号造成干扰。传统的神经网络算法具有良好的非线性处理能力,较适合于水声信道盲均衡处理,但存在收敛速度慢,易陷入局极小值等缺限,导致误码率较高。为了减小误码率,提高通信质量,提出一种采用遗传神经网络的水声通信盲均衡算法。首先利用遗传算法对BP神经网络的参数进行优化,解决了神经网络的缺陷,然后利用优化后的神经网络进行水声信号的盲均衡。仿真结果表明,与传统的盲均衡算法相比,遗传神经网络算法加快了水声通信盲均衡速度,降低了通信误码率,提高了水声通信质量。     

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.     

一种改进的分数间隔常数模盲均衡算法

研究优化水声通信效果问题,改善水声信道性能,传统常数模盲均衡算法(CMA)的稳健性差,剩余均方误差大。为解决上述问题,提出了一种改进的分数间隔常数模盲均衡算法。新算法采用T/2分数间隔均衡器,针对水声通信中信噪比较低的特点,设计了一个新的误差函数,取代原算法中的误差函数。采用浅海水声信道对改进算法进行了计算机仿真,结果表明:改进算法在低信噪比条件下性能稳健,稳态误差低于常数模算法和分数间隔常数模算法,且具有较快的收敛速度。改进算法适用于信噪比较低的浅海水声信道。     

基于帧数据处理技术的短波信道自适应均衡研究

短波信道是一类时变衰落信道,受电离层影响,通信不稳定.目前普遍采用发送训练序列的方式,探测信道特性,实现短波信道均衡.基于帧数据处理技术,先进行信道辨识,在消除码间干扰的基础上,对用户数据进行估计的自适应均衡技术,实现短波信道均衡.从算法收敛、数据星座图映射方面进行了仿真,分析说明了该技术对短波信道均衡是有效的.并在此基础上,指出可从信道阶数估计、信道跟踪算法、信道初始状态估计等方面对该技术进行改进,以提高短波信道均衡的效果.     

基于改进卡尔曼滤波的水声通信盲自适应多用户检测算法

针对水声通信网络中遇到的多用户检测中目标用户的多址干扰等检测问题,提出了基于改进Kalman算法的盲自适应多用户检测算法,解决了多用户检测中的多址干扰对水声通信信道用户变动时的干扰抑制问题;仿真分析分别针对同步多用户、异步多用户通信过程,对比了传统Kalman算法及改进的Kalman算法的性能差异,通过仿真对比表明,改进后的Kalman检算法不需要训练序列即可以实现同步和异步通信状态下的多水声目标用户的盲自适应检测,改进后的算法目标检测的信干比比传统算法最大可提高6 dB;新算法对于水下多用户检测、区分,准确、稳定的实现基于CDMA协议的快速水声通信具有重要意义。     

水声信道盲均衡优化仿真研究

研究水声信道盲均衡问题,由于水声受码间干扰,信号产生畸变,通信质量低.采用单一水声信道盲均衡算法寻优能力差,不能满足要求,并易获得局部最优解,导致信道盲均衡效果差.为解决上述问题,提出一种水声信道盲均衡组合算法(MPSO-ACO).首先初始化小波盲均衡器的权向量,然后采用动量粒子算法找到权向量次优解集;最后采用蚁群算法对次优解集进行局部搜索,找到小波盲均衡器的权向量最优解,从而实现水声信道盲均衡.仿真结果表明,相对于传统水声信道盲均衡算,MPSO-ACO算法不仅降低了误码率,而且加快了收敛速度,获得了更优水声信道盲均衡效果.     

支持向量机初始化的常数模盲均衡算法仿真

为了提高常数模盲均衡算法的收敛速度并避免算法收敛至局部极小,提出了一种支持向量机初始化的常数模盲均衡算法.新算法采用一小段初始数据,利用支持向量机,将盲均衡问题转化为全局最优的支持向量回归问题,对盲均衡器的初始权向量进行设定,而后切换至计算量较小的常数模算法.采用浅海水声信道对新算法进行了计算机仿真,结果表明:支持向量机初始化阶段收敛速度快;切换至常数模算法后性能稳定.该算法适合应用于快衰落水声信道中通信数据的实时恢复.     

基于QAM星座图划分的水声信道多模算法

针对水声信道中存在较高码间干扰的问题,提出一种采用信号星座图划分的水声信道多模算法,根据水声信道中信噪比较低及QAM星座图的分布特点,进行详细的区域划分,以得到更多的信号星座点信息,对不同的区域定义了不同的模值进行均衡,能够有效降低码间干扰,纠正相位旋转,提高均衡效果.在水声信道条件下,采用QAM调制信号对算法的收敛性能和载波恢复性能进行计算机仿真,结果表明,在最小相位水声信道环境中,新算法在码间干扰性能上得到很大改善;在具有相位旋转的信道环境中,新算法实现了对相位旋转的有效补偿,提高了水声通信数据的可靠性.     

一种基于自适应算法的超宽带系统盲均衡技术

提出了一种适用于直接序列超宽带(DS-UWB)和跳时超宽带(TH-UWB)系统中的自适应盲均衡技术。该方法利用可变遗忘因子的自适应算法,快速有效地跟踪超宽带(UWB)时变信道的变化,从而有效地补偿由于信道特性引起的干扰。在接收过程中,不需要训练序列就可以修正均衡器系数,从而获得发送信号的估计量。此外,该算法收敛快,稳定性好。仿真结果表明,该方法可以有效地跟踪UWB衰落信道的变化,并获得较小的误码率。     

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。     

变系数加权误差函数的判决反馈盲均衡算法

针对严重失真的水声信道,在分析几种常用传统误差函数和判决反馈均衡器（DFE）的基础上,构造了一种变系数加权误差函数,对DFE权向量进行更新,提出了基于变系数加权误差函数的判决反馈盲均衡算法（VCMDFE）。与基于传统误差函数的判决反馈盲均衡算法（CMDFE）相比,新算法能够根据均衡的进度,利用一变系数去调节误差函数数值的大小,以取得比CMDFE算法更快的收敛速度和更低的稳态误差。水声信道的仿真结果验证了该算法的有效性。     

An underwater acoustic direct sequence spread spectrum communication system using dual spread spectrum code

With the goal of achieving high stability and reliability to support underwater point-to-point communications and code division multiple access (CDMA) based underwater networks, a direct sequence spread spectrum based underwater acoustic communication system using dual spread spectrum code is proposed. To solve the contradictions between the information data rate and the accuracy of Doppler estimation, channel estimation, and frame synchronization, a data frame structure based on dual spread spectrum code is designed. A long spread spectrum code is used as the training sequence, which can be used for data frame detection and synchronization, Doppler estimation, and channel estimation. A short spread spectrum code is used to modulate the effective information data. A delay cross-correlation algorithm is used for Doppler estimation, and a correlation algorithm is used for channel estimation. For underwater networking, each user is assigned a different pair of spread spectrum codes. Simulation results show that the system has a good anti-multipath, anti-interference, and anti-Doppler performance, the bit error rate can be smaller than 10^?6 when the signal-to-noise ratio is larger than ?10 dB, the data rate can be as high as 355 bits/s, and the system can be used in the downlink of CDMA based networks.     

水声信道均衡算法比较研究

简述了自适应均衡算法和盲均衡算法在水声通信中的应用现状,以及典型的几种均衡算法。分别采用稀疏多径信道和混合相位信道对几种典型的自适应算法和盲均衡算法的均方误差（MSE）性能进行了仿真比较,结果显示,判决反馈均衡器（DFE）结构的算法在以上复杂水声环境中均衡效果良好;采用稀疏多径相位旋转复信道对典型的自适应、盲均衡算法进行了仿真比较,结果表明,在相同的条件下,自适应算法受相位的影响较小,收敛速度快于盲均衡算法。消声水池实验表明了带二阶数字锁相环（DPLL）和DFE结构的均衡算法均具有较好的载波恢复性能,实现了对相位偏差的跟踪,提高了克服多径效应和多普勒频移补偿的能力。     

基于混沌系统的正交小波变换盲均衡算法

针对常数模盲均衡算法(CMA)收敛速度慢、稳态误差大和局部收敛的缺点,将正交小波变换与混沌通信理论相结合,提出了一种基于混沌通信系统的正交小波变换盲均衡算法(CS-WT-CMA)。该算法充分利用了混沌映射的伪随机性、遍历性、相关性以及无限宽带功率谱等特点,将混沌调制系统用于产生宽带混沌信号,使用混沌信号作为载波,在调制的同时直接对发射信号进行扩频,从而降低了信道输入信号的自相关性,更好地抑制了码间干扰和多径衰落;同时对均衡器输入信号进行正交小波变换,并作能量归一化处理,降低了信号的自相关性,从而有效地加快了收敛速度。水声信道仿真结果表明,与正交小波变换盲均衡算法(WT-CMA)相比,该算法收敛速度更快、稳态误差更小。     

T/4相干累积分数间隔多模盲均衡算法

针对高阶QAM信号均衡普遍存在收敛困难、收敛后稳态误差大的问题。在对分数间隔结构、多模和相干累积算法分析的基础上,提出了一种基于相干累积的分数间隔多模盲均衡算法。水声信道128QAM信号仿真结果表明,该算法具有更快的收敛速度、更小的稳态误差,眼图睁开更加清晰。     

水声信道盲均衡器优化设计与仿真

针对水声信道高速数据传输中的码间干扰问题,设计了一种基于小波包变换的分数间隔盲均衡器,优化均衡器性能,以提高水下通信质量。采用具有过采样性质的分数间隔均衡器,减少了波特间隔均衡器常数模算法（CMA）的稳态误差,又加快了其收敛速度;并利用去相关性较强的小波包理论,进一步加快了分数间隔盲均衡器算法（FSE-CMA）和小波分数间隔均衡器算法（WT-FSE-CMA）的收敛速度。水声信道的仿真结果,验证了该均衡器的良好性能。     

水声信道的多模型模拟和试验

水声信道是一个时变的多径信道，且在不同的时间由于海面的状况不同而不同。为较好地实现水声通信．必须对各种水声信道进行较好地了解，研究出适合水下通信，尤其是水下实时通信的较为实际的模型，增加水下声通信的可靠性和水声实时通信的可懂率。该文在前期研究的基础上，将多模型方法应用于水下声信道的研究，并得出了相应的实验方法。     

奇对称误差函数变动量因子盲均衡算法

在分析奇对称误差函数判决反馈盲均衡算法（OFA-DFE,Odd symmetry error Function blind equalization Algorithm based Decision Feedback Equalizer）基础上,提出了基于奇对称误差函数变动量因子判决反馈动量盲均衡算法（VMFMOFA-DFE,Variable Momentum Factor Momentum OFA-DFE）。该算法采用具有奇对称性的误差函数来减少均衡器的均方误差,利用变因子的思想对动量项进行控制,并把变动量因子引入到判决反馈算法中,对判决反馈的前向权进行调整,以进一步提高算法的性能。水声信道的仿真结果表明,该算法具有较快的收敛速度和较小的均方误差。