基于改进盲均衡算法的水声通信可靠性研究

关于水声信道通信优化问题,水声通信中复杂信道存在码间干扰极易影响通信质量,需要进行均衡提高通信数据的可靠性,传统的自适应均衡方法是通过发送训练序列对信道特性捕获并更新参数完成均衡,然而对于快速时变的信道,不能快速得到信道特性无法及时对通信均衡,造成均衡性能不强、水声通信数据可靠性不高。为此,提出改进的盲均衡算法,盲均衡算法不需发送训练序列,只需知道发送序列的统计特性就可对发送信息恢复,可保证均衡的及时性,在盲均衡的基础上采用小生境技术对其改进,优化盲均衡搜索到的最优解,从而提高均衡的性能。实验表明,小生境技术的改进盲均衡算法能够快速捕获信息特性并及时准确地对信号进行均衡,具有较高的均衡性能,保证了通信数据的可靠性,为水声信道优化提供了参考。     

水声信道盲均衡的最小平方峭度恒模算法

用误差信号峭度定义了平方峭度代价函数，提出了盲均衡器权系数更新的最小平方峭度恒模算法，该算法更新方程中含有的误差信号峰度因子有效地消除了高斯性误差信号的影响，加快了收敛，减小了收敛后的均方误差和码间干扰。用负声速梯度水声信道，对算法的性能进行了仿真研究。结果表明：该算法在收敛速度，收敛后的均方误差及码间干扰等方面的性能优于常数模算法与最小平均峭度恒模算法。     

一种新的基于多模误差切换的盲均衡算法

为了克服传统常模量算法(Constant module algorithm，CMA)和基于误差切换的盲均衡算法(Error switch algorithm，ESA)的缺点，本文利用MQAM(Multiple quadrature amplitude modulation)信号的分布特点，给出了适于数字通信系统的一种新的基于多模误差切换的盲均衡算法。理论分析和计算机仿真结果表明，新算法误差函数切换点明确，减小了计算量和剩余误差，收敛性能也令人满意。     

一种新的变步长盲恒模信道均衡算法

无线数字通信中,由于电磁干扰和多径效应的影响,使通信质量下降,进而产生码间干扰(inter-symbol interferencc,ISI),ISI的存在会大大降低系统性能,影响码速率的提高.信道均衡技术足解决该问题的一种重要手段,但剩余误差偏大.以信道盲均衡算法中的恒模(CMA)算法为研究背景,提出了一种新的变步长CMA算法,新算法利用QAM信号分布于几个已知圆上的特点,根据均衡器输出信号的模估计理想输出的模.计算机仿真结果表明这种算法能有效地减小剩余误差,是一种很实用的信道均衡算法.     

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。     

基于小波核SVM的水声信道盲均衡算法

推导并提出了一种快速收敛的基于小波核支持向量机的恒模盲均衡器(WSVM-CMBE)。该方法以支持向量机为框架,利用信号的恒模特性构造代价函数,采用小波核函数,并自适应调整核函数中的伸缩因子。通过水声信道仿真实验,并与采用高斯核函数的支持向量机恒模盲均衡器(SVM-CMBE)进行比较,结果证明该方法提高了收敛速度。     

适用于十字型正交幅度调制信号的多模盲均衡算法

在加权多模盲均衡算法的基础上,采用多模算法在处理十字型正交幅度调制(QAM)信号时的改进方案,充分利用十字型QAM信号的符号统计特性,采用分段线性模值,使误差模型与十字型QAM信号星座更加匹配.此外,还给出了不同信噪比下均方误差估计值与权值的对应关系.仿真结果表明,该算法更适合处理十字型QAM信号,具有较好的稳态性能.     

基于仿射投影算法的信道均衡器研究

为了克服信号传输中码间干扰影响,改善通信质量,研究了基于仿射投影算法(APA)的信道均衡系统.设计APA均衡器的关键是确定步长因子和滤波器长度,使系统的误码率最低.首先根据其性能仿真曲线可以得到一组最优的参数值,然后构建SIMULINK仿真平台进行验证,并和LMS及NLMS均衡器作对比.结果表明APA均衡器是有效的,并能在信道失真较严重的场合保持一定的性能.     

基于DFT的OFDM水声通信信道估计算法

在水下通信中,要求提供高速丰和高可靠性的通信服务,而正交频分多路复用(OFDM)因具有频带利用率高和抗多径能力强等优点,近年来受到广泛的重视.文中主要研究在采用梳状导频图案的OFDM水声通信系统中,利用DFT变换的方法来实现信道估计,并结合水声通信系统模型对此算法进行了计算机仿真.仿真结果表明该方法在提高计算效率的同时获得了很好的性能,因此非常适用于实时高速水声通信系统.     

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.     

一种基于水声信道的无线传感器网络路由协议

以无线传感器网络的水下应用所面对的挑战为背景,针对水声信道的传输特点,在最小代价算法和目的节点序列距离矢量DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)路由协议的基础上,提出了一种均衡节点能耗的路由协议算法.该协议按照最小能量代价建立多跳路由表,从而在数据传送时能够均衡各节点的能量消耗,达到延长网络生命周期的目的.仿真结果表明,相对于DSDV协议,本文提出的协议能够实现能量均衡,有效的延长网络生存周期.     

A Novel Matlab-Based Underwater Acoustic Channel Simulator

An accurate modeling of the UAC （underwater acoustic channel） can facilitate the development of an efficient architecture for an UAM （underwater acoustic modem）. The performance comparison of different architectures can be performed rapidly and at a low cost in a simulation environment, compared to testing the modems in sea water. This article presents the development and utilization of an underwater acoustic channel simulator. The simulator can be used by a communications engineer in characterizing the time variability of the physical channel＇s parameters or by a hardware engineer in designing an underwater acoustic modem. This tool is programmed in Matlab and is based on the algorithms Bounce and Bellhop. The input parameters of these algorithms must be saved in text files after a specific template and are cumbersome to process manually. To streamline the modeling of an UAC and the simulation of various communication algorithms the simulator automatically creates the input files based on key parameters entered by the user, hiding the algorithmic dependent ones and allows a quick visualization of the simulation results with a few routines specially created. The use of this simulator is emphasized with results obtained from the design of a low-power UAM for long-term monitoring activities.     

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。     

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.     

SOC水声信道模型及其计算方法研究

对水下声波通信环境中的无线传播信道直达与非直达环境进行研究,引入几何参考模型,设计出相关模型。假设在三维水下空间的一个二维竖直横截面上均匀分布着数量无限的散射体,文中推导了水声信号到达角的概率密度函数、时间自相关函数以及多普勒功率谱密度的表达式,并分析了其几项主要参数对信道统计特性的影响。文中根据假设的参考模型提出了SOC(Sum of Cisoids) 水声信道模型,以及所需参数的两种有效计算方法,并对二者的性能进行了比较。该研究拓宽了水下无线信道建模的研究方向,并且很大程度地减少了数值计算开支,降低了模型的设计与仿真的复杂度。     

自适应变模SCA盲均衡算法

提出一种适用于MQAM数字通信系统的自适应变模方形轮廓线盲均衡算法(AVSCA).该算法在方形轮廓线算法(SCA)基础上,针对MQAM信号的多模特点,用多模零误差曲线替代常模零误差曲线,并通过判决条件对均衡器输出信号进行判?使得均衡器自适应调节其零误差曲线.理论分析和在典型音频带信道上仿真结果表明该算法有效地降低了残留码间干扰和提高了收敛速度,具有很好的均衡性能.