高阶QAM信号盲均衡算法及其FPGA实现

针对高阶QAM信号的盲均衡问题,提出一种将广义多模算法(GMMA)与判决引导(DD)算法相结合的混合型盲均衡算法GMMA-DD。该算法融合GMMA算法与DD算法的优势,采用均方误差控制2类误差信号在总误差信号中所占的比例,从而提高高阶QAM信号的盲均衡性能。为便于现场可编程门阵列(FPGA)实现,对GMMA-DD算法进行改进,以降低算法复杂度、节省硬件资源。在FPGA上采用串行结构,以流水线的方式设计并实现该算法。实验结果表明,该盲均衡器能够较好地完成对高阶QAM信号的均衡。     

坐标变换并行软切换盲均衡算法及其DSP实现

针对超指数迭代盲均衡算法(SEI)均衡高阶非常模QAM信号时均方误差较大甚至失效的缺陷,提出了一种坐标变换指数迭代并行软切换盲均衡算法(CTSEI-DD)。该算法将坐标变换引入到超指数迭代盲均衡算法中,并与判决引导DD算法结合,以软切换方式并行运行,充分发挥了坐标变换、超指迭代数算法及DD算法的优点,收敛速度快、均方误差小,适合于对高阶非常模QAM信号进行有效均衡。在利用Matlab工具对该算法性能进行验证并获得该算法中各参数值的基础上,在集成开发环境(CCS)中,编写C语言代码并进行调试,在TMS320VC5509芯片实现了该算法。     

一种适用于多普勒高阶变化率的载波跟踪算法

针对多普勒高阶变化率的载波跟踪问题,分析了现有二阶锁频环辅助三阶锁相环的局限之处,设计了一种三阶锁频环辅助四阶锁相环的载波跟踪算法,从理论上证明了该算法可以对多普勒高阶变化率信号进行无误差跟踪,并根据环路传递函数和环路带宽,推导出了环路所有参数的计算方法,最后通过环路模式切换及环路带宽设置策略,既加快了整个载波跟踪环路的收敛速度,又提高了载波频率跟踪精度,保证了跟踪的稳定性。仿真结果表明,对于多普勒高阶变化率信号,该算法能够有效地完成信号的载波跟踪并正常解调出原始数字信息,因此有较高的应用价值。     

适用于高阶QAM的改进型Costas环研究

为提高高阶正交幅度调制(QAM)解调中载波恢复的收敛速度及跟踪稳定性,基于软件无线电设计思路和传统科斯塔斯(Costas)环基本原理,提出一种改进型Costas环的研究方法。该方法采用符号鉴相器代替传统的乘法器鉴相器,设计的环路滤波器运用多系数调整取代传统的一组系数调整。以1024QAM信号解调为例,通过使用Matlab/Simulink下的System Generator工具箱对解调系统建模仿真,以验证其载波恢复性能。仿真结果表明,改进的Costas环能准确地对接收的高阶QAM信号进行载波恢复,且与传统算法相比,改进后的环路跟踪平稳、收敛速度更快速、误码率更低,较好地改善了通信质量。     

基于余弦代价函数的T/4分数间隔盲均衡算法

针对常模算法(CMA)对非常模高阶QAM信号均衡后收敛速度慢,稳态均方误差大的缺点,以T/4分数间隔均衡器为例,提出一种基于余弦代价函数的T/4分数间隔盲均衡算法(T/4-FSE-CCF),该算法将常模的代价函数用构造的余弦代价函数来替代,新算法摆脱了常数模算法对统计模值R的依赖,最后对算法性能进行了理论分析和仿真实验,结果表明,该算法对高阶QAM信号不仅提高了收敛速度而且降低了稳态均方误差。     

基于最大后验估计的恒模盲均衡改进算法

为解决恒模算法(CMA)对高阶正交幅度调制(QAM)信号均衡效果较差的问题,提出了一种将CMA算法和最大后验估计(MAP)盲均衡算法相结合的改进算法.该算法运用CMA使均衡达到初步收敛后,改用MAP估计的方法来减小剩余误差.仿真结果表明,该改进算法对高阶QAM信号的均衡也能达到很快的收敛速度和很小的剩余误差,星座恢复图很紧凑.同时由于改进算法不需要进行多次的信号区域判决,其计算复杂度远小于MAP估计盲均衡算法.     

适用于高阶QAM系统的双模式盲均衡算法

设计了一种适用于高阶QAM系统的双模式盲均衡算法,以具有冷启动能力的改进恒模算法(MCMA)作为基础模式,以稳态误差小的多模辅助算法(MAMA)作为辅助模式.MCMA始终对接收信号进行均衡,当正确判决概率较大时,MCMA再联合MAMA同时对抽头系数进行更新.以64QAM信号为研究对象进行信道均衡仿真.结果表明,该算法能...     

一种新的双模盲均衡算法

研究通信系统,针对消除多径传播引起的码间干扰问题,广泛采用盲均衡算法,但有稳态误差大、收敛速度慢及盲相等缺点.为了克服 CMA 的缺点,在修正常模算法(MCMA)的基础上,根据正交调幅(QAM)信号星座图分布的特点,提出了一种新的双模盲均衡算法,根据信号在星座图上分布区域的不同,在 MCMA 和判决引导(DD)算法之间切换,以充分利用 MC-MA 与 DD 算法进行仿真.仿真结果表明算法能有效的恢复信号的相位,提高收敛速度,极大的降低稳态均方误差,为通信系统设计提供参考.     

新的混合型盲均衡算法

针对恒模算法(CMA)仅适用于模值为常数的信号,对高阶QAM信号的均衡效果差这一问题,结合CMA与判决引导(DD)算法各自的优点,提出一种CMA与DD算法相结合的改进混合型算法。在算法初期,利用CMA+DD并行算法使系统眼图睁开;然后,再转换到DD算法来进一步减小剩余误差。仿真结果表明,采用新算法对高阶信号均衡有较快的收敛速度和较小的剩余误差,星座图恢复很紧凑,并且改进算法能修正相位和跟踪信道。     

DVB-C接收机中的载波恢复电路设计

提出一种DVB-C基带芯片中全数字载波恢复环路的解决方案。环路包括相位频率检测器、环路滤波器、数控振荡器和锁定检测器四个部分。根据广播系统的特点,环路首先采用极性判决算法对频率和相位偏移进行盲捕获,然后切换到判决指示算法继续跟踪。通过对传统相位检测器输出的简单修改,使其平均值在捕获阶段反映频偏的极性,从而把传统的相位检测器转换为相位频率检测器。给出一种新的环路锁定的判断方法。在DVB-C系统中的仿真结果表明,环路可以捕获符号率5%的频偏,适用于高阶QAM,并提供稳定的收敛、准确的相位和频率偏移的估计,使BER性能优异。     

短波16QAM信号数字解调算法的仿真

该文利用MATLAB平台仿真了短波16QAM信号数字解调中的三个关键模块——定时同步、载波恢复及自适应均衡。短波QAM信号经定时同步提取定时信息,为传输中的码元提供了判决基准并为均衡器提供了时间基准,通过载波恢复可调整信号中存在的频偏和相偏,最后经自适应均衡达到抑制甚至消除码间干扰的目的,恢复出QAM的星座图。该文根据16QAM信号星座图的特点,提出了一种基于COSTAS环简化的载波恢复算法,将该算法与常用的载波恢复算法进行仿真比较,实验结果验证了该算法的有效性及优越性。通过对解调中三个关键模块的仿真,为实现整个解调系统奠定了基础。     

水声信道盲均衡的符号判决双模新算法

针对常数模算法(CMA)收敛后均方误差大、双层符号误差常数模算法(DSECMA)收敛速度慢的缺陷,利用CMA的稳健性好和DSECMA计算量小的优点,提出了一种符号判决双模新算法(SDDMA).该算法将均衡器与判决器输出序列模的平方差同均衡器输出序列模平方与DSECMA的常数模之差进行比较,根据比较结果,使迭代过程在CMA和DSECMA之间自动切换.该算法收敛后计算量比CMA小、均方误差比CMA与DSECMA都小,收敛速度比CMA与DSECMA快,有利于信息的实时恢复.水声信道盲均衡的仿真实验结果,进一步验证了该算法的性能.     

DVB-C2数字接收机的信道均衡方法

DVB-C2系统采用了4096-QAM调制,并结合OFDM技术在同轴电缆上获得接近12 （bit/s）/Hz的频谱利用率。然而相对于低阶调制,高阶QAM密集的星座点分布更容易受到信道估计误差的影响。分析了高阶QAM调制对OFDM信道估计精度的要求,针对同轴电缆信道的慢时变特性,提出了一种噪声抑制的信道均衡方法。计算机仿真结果表明,与传统的信道均衡方法相比,在高信噪比时,提出方法的误比特率性能优于传统方法约3 dB。     

阶数自适应可变均衡器算法的研究与仿真

自适应判决反馈均衡器（OVE）f~跟踪信道时变响应并自动调整抽头系数,解决数字通信中因信道衰减和噪声引起的符号间干扰问题,从而大大降低通信系统误码率。针对在自适应均衡过程中均衡器阶数难以确定的问题,根据最优估计理论,分析判决反馈均衡器结构,研究DFE的抽头长度对均衡器均方误差性能的影响,在此基础上提出阈值可变动态长度算法,找出最小均方误差与滤波器阶数之间的折中。Matlab分析和仿真结果显示,当信道衰减和符号问干扰较严重时,均衡器阶数收敛在30阶左右,且误差可以收敛在较小范围内跟踪信道响应,并在瞬时累计均方误差准则下收敛到滤波器最优阶数。     

A configurable fractionally-spaced blind adaptive equalizer for QAM demodulators

This paper discusses the design and field programmable gate array (FPGA) implementation of a configurable 18-tap fractionally-spaced blind adaptive equalizer intellectual property (IP) core for quadrature amplitude modulation (QAM) signals. The design can be configured to implement the constant modulus algorithm (CMA), multimodulus algorithm (MMA), radius-adjusted modified-multimodulus algorithm (RMMA), and radius-adjusted multimodulus decision-directed algorithm (RMDA), while it can achieve channel equalization for square QAM signals up to 256-QAM. The input samples to the equalizer tapped delay line are sampled at twice the symbol rate, while the equalizer output and tap coefficients are updated at the symbol rate. This is exploited by the equalizer tap and update modules of the design, which utilize the same hardware to implement two consecutive equalizer taps per module. The IP core is implemented for the Altera Stratix II EP2S130F780C4 FPGA and targets cable demodulators. The implementation operates at a maximum symbol frequency of 8.055 MBaud, which is comparable to recent QAM equalizer designs for cable modems.     

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。     

正交多小波变换常模判决反馈盲均衡器

针对常模判决反馈均衡器收敛慢的缺点,在对常规的基于平衡正交多小波变换的常模判决反馈盲均衡器（MWT-CMA-DFE）进行分析的基础上,设计了一种新的基于平衡正交多小波变换的判决反馈盲均衡器（NEW-MWT-CMA-DFE）。该均衡器通过对判决器的输出信号进行归一化正交多小波变换来加快收敛。仿真结果表明：对信道频率响应变化比较平滑的信道,与CMA-DFE和MWT-CMA-DFE相比,NEW-MWT-CMA-DFE的收敛快且稳态误差小;对信道频率响应起伏大的信道,NEW-MWT-CMA-DFE和MWT-CMA-DFE性能基本一致,而比CMA-DFE收敛快且稳态误差小。     

比特交织编码调制系统中的均衡技术仿真研究

判决反馈迭代译码的比特交织编码调制(BICM-ID)技术是一种高性能、低复杂度的先进信道调制方案.分析了BICM-ID系统的结构和迭代译码方法,研究了最小均方(LMS)和最小二乘(RLS)自适应均衡算法以及线性(LE)和判决反馈(DFE)均衡器.设计了在ISI信道下BICM-ID使用DFE-RLS均衡器的系统,计算机仿真证明其能够自适应地快速估计、跟踪信道,对于码间干扰严重的信道有良好的均衡效果,经过迭代译码有良好的误码性能-分别在ISI干扰轻微和严重的W2.9和W3.5信道下,经过3次迭代译码,在信噪比分别为7.6 dB和12.8 dB时误码率可达10-4.     

适用QAM信号的载波同步与均衡联合算法研究

载波同步和均衡是正交幅度调制(QAM)解调器中的两个重要组成部分。提出了一种适应于QAM信号的通用载波恢复环与自适应均衡的联合结构算法,该算法能够快速地对载波频率、载波相位进行高精度跟踪锁定。在System Generator中对其建模与仿真,仿真结果显示其误码率达到百万分之一,表明算法的性能稳定。通过对算法的简化,减少了硬件资源,同时也保证了接收机的实际性能要求。