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基于误差函数的盲均衡算法研究

作　者: 纪磊
导　师: 张艳萍
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 盲均衡水声信道误差函数多延迟自相关函数判决反馈
分类号: TN929.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在水声通信系统中,由于需要频繁地发送训练序列,传统的自适应均衡技术,严重地降低了信道的利用效率。而盲均衡技术不仅不需要发送训练序列,同时能够很好地克服多径衰落引起的码间干扰,节省了带宽,加大了传输速率,适用于水声信道的均衡。本文以误差函数为切入点,对基于误差函数的双模式盲均衡算法、变步长盲均衡算法以及判决反馈盲均衡算法进行了深入研究,并通过水声信道仿真验证。主要内容如下：(1)针对基于统计量和瞬时量盲均衡算法的特点,在分析双模式算法切换方式的基础上,提出了一种基于误差函数的双模式混合盲均衡算法。该算法针对常数模算法(Constant Modulus Algorithm, CMA)和判决导引(Decision Directed, DD)算法特点,利用两种算法误差函数间的互相关性,提出了新的加权因子选取方法,动态控制双模式混合下两种算法的权重比例,更为准确地控制切换时机,即使在误判决的情况下也能因其动态特性切换回合适的权重比例。之后在此基础上通过更换误差函数项,提高其在相位纠正上的能力。(2)为了进一步提高指数型变步长常数模算法收敛速度,在分析误差函数自相关性的基础上,利用多延迟误差信号的自相关函数来控制步长,提出了-种基于指数型多延迟误差函数自相关的变步长常模算法。该算法与无延迟及单位延迟相比,多延迟误差信号的自相关函数可以为训练轨迹提供简单且更为准确的信息,使得算法的收敛速度更快,同时使收敛过程更加平滑稳定。之后通过归一化处理进一步提高收敛速度。(3)在分析了判决反馈盲均衡算法相同与不同误差函数项的基础上,对前向抽头与反馈抽头分别研究。通过控制条件,将前向抽头的实部与虚部的更新分别进行控制,既保证了更新的快速性又保证了准确性,后续的判决反馈部分作为迭代过程的补充,进一步保证了收敛过程的稳定性。之后再次分别对前向部分和反馈部分进行改进,在前向部分通过双模式方法,发挥不同算法的性能；反馈部分通过软判决反馈作为补充,提高了算法的性能。

全文目录

符号与缩写词含义  5-7
摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-17
  1.1 研究背景及意义  10
  1.2 水声信道模型与特征  10-13
    1.2.1 水声信道模型  10-11
    1.2.2 水声信道的特征  11-13
  1.3 国内外研究现状  13-15
  1.4 论文结构与主要内容  15-17
第二章盲均衡理论基础  17-26
  2.1 盲均衡系统  17-20
    2.1.1 盲均衡系统的等效基带模型  17-18
    2.1.2 均衡器结构及评价准则  18-20
  2.2 基于Bussgang的盲均衡算法  20-25
    2.2.1 Bussgang类盲均衡算法  20-22
    2.2.2 双模式盲均衡算法  22-23
    2.2.3 变步长盲均衡算法  23-24
    2.2.4 判决反馈盲均衡算法  24-25
  2.3 本章小结  25-26
第三章基于误差函数的双模式盲均衡算法研究  26-40
  3.1 双模式类的盲均衡算法  26-29
    3.1.1 直接耦合型双模式盲均衡算法  26-27
    3.1.2 切换型双模式盲均衡算法  27-28
    3.1.3 混合型双模式盲均衡算法  28-29
  3.2 基于误差函数的双模式混合盲均衡算法  29-35
    3.2.1 基于误差函数的双模式混合盲均衡算法理论分析  29-30
    3.2.2 仿真与性能分析  30-35
  3.3 基于误差函数的相位纠正双模式混合盲均衡算法  35-39
    3.3.1 多模误差函数下的双模式混合盲均衡算法  35-36
    3.3.2 仿真与性能分析  36-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章基于误差函数的变步长盲均衡算法研究  40-55
  4.1 基于误差函数的变步长盲均衡算法性能分析  40-42
    4.1.1 基于误差函数的指数型变步长盲均衡算法  40-41
    4.1.2 以单位延迟自相关误差函数为指数项的变步长盲均衡算法  41
    4.1.3 基于多延迟自相关误差函数的变步长盲均衡算法  41-42
  4.2 基于指数型多延迟误差函数自相关的变步长盲均衡算法  42-50
    4.2.1 指数型多延迟误差函数自相关的变步长常模算法  42-43
    4.2.2 仿真与性能分析  43-48
    4.2.3 参数α、β及γ对于收敛轨迹影响分析  48-50
  4.3 基于归一化误差函数的变步长盲均衡算法  50-53
    4.3.1 归一化误差函数下的变步长盲均衡算法  50-51
    4.3.2 仿真与性能分析  51-53
  4.4 本章小结  53-55
第五章基于误差函数的判决反馈盲均衡算法研究  55-67
  5.1 基于误差函数的判决反馈盲均衡算法性能分析  55-58
    5.1.1 不同误差函数项的判决反馈盲均衡算法  55-56
    5.1.2 前向和反馈滤波器误差项调整的判决反馈盲均衡算法  56-57
    5.1.3 软反馈的判决反馈盲均衡算法  57-58
  5.2 基于误差函数的Stop-and-go判决反馈盲均衡算法  58-62
    5.2.1 改进误差函数的判决反馈盲均衡算法  58-59
    5.2.2 仿真与性能分析  59-62
  5.3 基于误差函数的双模式判决反馈盲均衡算法  62-65
    5.3.1 双模式下的软判决反馈盲均衡算法  62-63
    5.3.2 仿真与性能分析  63-65
  5.4 本章小结  65-67
第六章全文总结  67-69
  6.1 论文主要的工作  67-68
  6.2 有待进一步研究的问题  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的论文  73-74
致谢  74-75
作者简介  75

基于误差函数的盲均衡算法研究

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