LMS算法和RLS算法在水声信道通信系统中应用的比较

为了减小水声通信系统中存在的由于多径传播效应引起的符号间干扰,可在系统中使用线性均衡器。首先介绍了LMS算法和RLS算法基本原理,利用Matlab仿真软件,给出了两种算法在水声信道通信系统中的自适应均衡的仿真系统,并对这两种算法对于均衡器的影响进行了比较,最后对比较的结果进行了分析。     

几种LMS算法在水声信道通信系统中应用的比较

为了减小水声通信系统中存在的由于多径传播效应引起的符号间干扰,在系统中使用了线性均衡器.本文首先介绍了几种LMS算法基本原理,利用Matlab仿真软件,给出了这几种算法在水声信道通信系统中的自适应均衡的仿真系统,并由这些算法对于均衡器的影响进行了比较,最后又对比较的结果进行了分析.     

一种用于多径衰落水声信道的盲均衡算法研究

信道均衡是现今高速水声通信系统中克服码间干扰一项关键技术,如何提高均衡器的性能是目前研究的热点课题。针对水声信道的时变多普勒特性,在分析信道模型及盲均衡器结构特点的基础上,提出了一种时域解相关的变步长恒模算法,并对算法进行了仿真及试验分析。结果表明改进算法能够有效克服实际水声通信中的码间干扰效应,具有更快的收敛速度和更小的剩余误差,提高了浅海水声通信的有效性和可靠性,具有广阔的工程应用前景。     

稀疏水声信道判决反馈盲均衡算法研究

针对高速水声通信中信道的稀疏特性,提出了一种基于常数模准则的稀疏水声信道判决反馈盲均衡算法。该算法将改进的常数模算法与一种变化的判决反馈均衡器结构(部分反馈均衡器)有机结合,利用水声信道的稀疏特性,不但很好地实现了稀疏水声信道的盲均衡,而且简化了计算,易于算法的硬件实现。用典型稀疏水声信道进行了计算机仿真。结果表明,该算法性能稳定,计算量小,稳态均方误差低,整体性能与基于自适应LMS的稀疏迭代算法接近。该研究为高速水声通信中稀疏信道的均衡提供了一种可实现的方法。     

时域均衡在OFDM水声通信系统中的应用

为了对抗水声信道时延扩展大于循环前缀长度时引起的码间串扰问题,在基本的OFDM水声通信系统接收端进行DFT变换前加入相对较短的时域均衡器来限制信道冲激响应的长度。分析了基于MMSE准则的时域均衡算法的实现过程以及算法的复杂程度,对该算法在水声环境下的性能进行了仿真分析,并比较了影响系统性能的因素。结果表明通过加入时域均衡器能够有效对抗信道严重的时间离散性,改善OFDM水声通信系统在循环前缀不足时的系统性能。     

一种用于水声通信的快速自适应均衡器设计

信道均衡是现代水声通信系统中克服码间干扰的重要手段,根据时变水声信道需进行信道均衡的要求,设计了一种判决反馈盲均衡器。针对恒模算法在固定步长下存在收敛速度与剩余误差的矛盾缺陷,提出了一种基于剩余误差的变步长恒模算法,并对改进算法进行了计算机仿真及试验测试,结果表明,改进算法无论是在收敛性能还是在均衡效果上都有大幅提高,在实际水声通信中具有较好的应用价值。     

水声通信中基于软判决的块迭代判决反馈均衡器

在单载波频域均衡水声通信系统中,混合结构的时-频域判决反馈均衡器(H-DFE)计算复杂度高,不利于实时实现;而基于硬判决的块迭代判决反馈均衡器(HD-IBDFE)存在错误符号判决造成系统性能下降问题,同时需要估计判决符号和发射数据之间的互相关函数。该文对水声通信中基于软判决的块迭代判决反馈均衡(SD-IBDFE)接收机算法进行了研究,通过对均衡器输出信号进行软判决,并将符号软信息进行反馈,提高了系统性能,同时采用迭代信道估计方法来适应水声信道的时变性。通过仿真比较得出,该方法在水声信道条件下明显优于HD- IBDFE。对湖上试验数据处理结果表明,在浅水1.8 km通信距离下,单通道无编码QPSK调制可实现10-3的误码率并达到3000 bps的有效数据率。     

一种快速收敛的水声信道分数间隔盲均衡算法

为了加快常数模盲均衡算法(CMA)的收敛速度并降低剩余均方误差,提出了一种快速收敛的分数间隔常数模算法。新算法采用T/2分数间隔均衡器,针对水声通信中常用的BPSK信号,设计了一个新的误差函数,取代常数模算法中的误差函数。最后,采用浅海水声信道进行了仿真,结果表明,新算法性能稳定;收敛速度高于常数模算法和分数间隔常数模算法;剩余均方误差与分数间隔常数模算法处于同一水平。     

一种水声信道自适应均衡算法研究

由声波传播的多途效应所引起的码间干扰及信号衰落,使得水下数据传输的速率和可靠性都大大降低。针对多途干扰严重的水声信道,将一种基于最小均方误差算法的信道自适应均衡器应用于水声信号处理中。对该均衡器的基本理论及其结构进行了归纳,结合水声多途信道的基本特点,建立了仿真模型,重点分析了步长参数、信噪比等对算法收敛速度和稳态误差等方面性能的影响,为实现高质量的水下信息传递提供技术支持。     

水声扩频通信中多普勒估计与补偿算法研究

通信系统普遍受多普勒效应影响,因而载波同步成为通信中的一项关键技术。在水声通信中,由于声速有限,信道中的多普勒效应的影响更为明显。该文在一个基于软件无线电机制的水声扩频通信系统中,对水声信道的多普勒效应进行分析和建模,并在此基础上提出了一种有效的水声扩频多普勒估计与补偿算法。仿真实验表明,算法能够在-22 dB的情况下有效地对15 m/s以内产生的多普勒频移进行估计与补偿。算法经过海试测试,在6节速度及加速减速过程中,系统均能够成功地完成载波同步。     

基于支持向量机的水声信道盲均衡算法研究

水声信道的带宽极为有限,与需要训练序列的自适应均衡算法相比盲均衡技术节省了带宽,特别适合高速水声通信和多点通信。针对基于高阶统计量的盲均衡算法收敛速度慢的缺点,研究了一种基于支持向量机的盲均衡算法,它收敛速度快并具有全局最优解。通过对浅海信道触发通信信号的计算机仿真,证明了算法的有效性。     

浅海水声通信中的间接自适应均衡算法

为了消除具有时变和多径特性的浅海水声信道带来的码间干扰,该文提出了一种间接自适应均衡算法。在发送端,设计了一种适合在浅海水声信道中传输的帧结构。在接收端,利用帧头进行快速信道估计和均衡器抽头系数的初始化,通过门限的设定,有选择地激活特定位置的抽头。并采用可变步长的LMS算法进一步减小误差,更好地均衡帧体数据。理论分析和仿真结果表明,该算法具有快速收敛性和较低的硬件复杂度,对经过高阶调制的发送信号具有很好的均衡效果,可以有效地应用于浅海高速数字通信系统。     

一种水声通信Turbo均衡中的软迭代信道估计算法

 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。     

适用于水声信道的快速判决反馈盲均衡算法研究

基于对常数模判决反馈算法(CMDFE)进行分析,提出了一种能够快速收敛的判决反馈盲均衡算法。该算法中构造了一种与常数模算法不同的、能够快速收敛的误差函数,并利用该误差函数对前向权进行调整,而反馈权的调整仍使用常数模误差项。前向权和反馈权系数的更新取不同的步长值。最后通过水声信道模型仿真,对这几种算法进行了数值分析研究。结果表明：所提出的算法可有效地实现对多途水声信道的均衡,并且其收敛速度高于常数模算法和常模判决反馈算法。     

Dual-mode type algorithms for blind equalization

Adaptive channel equalization accomplished without resorting to a training sequence is known as blind equalization. The Godard algorithm and the generalized Sato algorithm are two widely referenced algorithms for blind equalization of a QAM system. These algorithms exhibit very slow convergence rates when compared to algorithms employed in conventional data-aided equalization schemes. In order to speed up the convergence process, these algorithms may be switched over to a decision-directed equalization scheme once the error level is reasonably low. The authors present a scheme which is capable of operating in two modes: blind equalization mode and a mode similar to the decision-directed equalization mode. In this proposed scheme, the dominant mode of operation changes from the blind equalization mode at higher error levels to the mode similar to the decision-directed equalization mode at lower error levels. Manual switch-over to the decision-directed mode from the blind equalization mode, or vice-versa, is not necessary since transitions between the two modes take place smoothly and automatically     

双模式变步长解相关盲均衡算法研究

恒模算法(CMA)是一种重要的盲均衡技术,虽然能达到盲均衡效果,但是收敛后会有较大的剩余误差和相位模糊。在文献[3]中提出的VS-MCMA+DD-LMS算法的基础上做了进一步改进,提出变步长修正多模算法(VS-MMMA)和DD-LMS相结合,以及变步长解相关修正多模算法(VS-UMMMA)和DD-LMS相结合2种新算法,进行了仿真和性能分析,证明新算法在收敛速度和均衡误差方面均有明显的改进。     

基于MMMA的双模式变步长盲均衡算法

恒模算法(CMA)是一种重要的盲均衡技术,虽然能达到盲均衡效果,但是收敛后有较大的剩余误差和相位模糊。在VS-MCMA+DD-LMS算法的基础上进行了改进,提出变步长修正多模算法(VS-MMMA)和DD-LMS相结合,以及变步长解相关修正多模算法(VS-UMMMA)和DD-LMS相结合两种新算法,新算法在收敛速度和均衡误差方面均有明显的改进。最后,对该算法进行了仿真和性能分析。