水声通信盲均衡技术研究

论文摘要

水声通信中由于水声信道随机时变空变、高背景噪声、混响、多途干扰等特性尤其是多途干扰将会在接收端产生严重的码间干扰（ISI）,消除码间干扰的传统手段就是采用均衡技术。盲均衡是一种不需要训练序列的均衡技术,在水声通信中利用盲均衡技术可以有效的节省水声通信带宽,提高通信效率和通信质量。盲均衡的研究热点现在主要集中在非凸性代价函数的全局寻优算法和均衡器结构的合理选择上,可以说是在直接或者间接利用高阶统计量的同一理论支持下的不同实现。本文所做的主要工作有:1.系统地分析研究和总结了盲均衡的基本理论,诸如均衡准则、算法形式、性能指标等。重点分析了Bussgang类盲均衡算法中的CMA盲均衡算法。2.分析了传统CMA盲均衡算法的收敛性能,由于采用固定步长,使得收敛速度和收敛精度之间相互制约,其应用受到很大的限制。为了解决这一矛盾,本文分析和研究用时变步长来代替固定步长的自适应变步长CMA盲均衡算法。还分析和研究多模盲均衡算法（MCMA算法）,以及双模式盲均衡算法（dual-mode MCMA算法）。3.分析和研究一种基于均衡器输出信号功率变步长的CMA盲均衡算法,推算出算法形式,分析了参数选取原则,通过计算机仿真实验,验证了算法性能有所改善。4.分析了现有的基于高阶统计量的盲均衡算法。依据归一化准则,分析和研究一种基于奇数阶归一化累积量（三、二阶）盲均衡算法,推导出算法的迭代公式。针对传输对称信号时应用三、二阶归一化累积量算法进行均衡需要在输入端和输出端分别进行对称-反对称变换和反对称-对称变换,分析了一种新的对称-反对称性变换规则。经计算机仿真表明,三、二阶归一化累积量盲均衡算法起到了信道均衡的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究盲均衡的背景和意义
• 1.3 盲均衡研究的现状
• 1.3.1 Bussgang类盲均衡算法
• 1.3.2 基于高阶谱理论的盲均衡算法
• 1.3.3 信号检测盲均衡算法
• 1.3.4 非线性均衡器盲均衡算法
• 1.4 算法性能的评判标准
• 1.5 本文的主要工作
• 第2章 盲均衡的基本原理
• 2.1 反卷积和盲均衡的基本分析
• 2.2 盲均衡的结构
• 2.3 盲均衡的均衡准则
• 2.3.1 置零准则
• 2.3.2 峰度准则
• 2.3.3 归一化准则
• 2.4 本章小结
• 第3章 恒模算法（CMA）分析
• 3.1 Bussgang性质盲均衡算法的原理
• 3.1.1 Bussgang过程
• 3.1.2 经典Bussgang盲均衡算法
• 3.2 CMA盲均衡算法
• 3.2.1 CMA算法的理论分析
• 3.2.2 CMA盲均衡算法仿真和性能分析
• 3.3 改进盲均衡算法
• 3.4 本章小结
• 第4章 变步长CMA盲均衡算法
• 4.1 变步长盲均衡算法设计思想的提出
• 4.2 基于均衡器输出信号功率的变步长CMA盲均衡算法
• 4.2.1 改进算法的表达形式
• 4.2.2 改进算法的理论分析
• 4.2.3 参数α的选取
• 4.2.4 参数β的选取
• 4.2.5 参数α和β的联合选取
• 4.3 改进算法和CMA算法的比较
• 4.3.1 收敛速度与稳态剩余误差的比较
• 4.3.2 跟踪时变信道和抗噪声干扰能力的比较
• 4.4 小结
• 第5章 基于高阶统计量的盲均衡算法
• 5.1 基于高阶统计量的盲均衡算法分类
• 5.1.1 直接盲均衡算法
• 5.1.2 倒谱盲均衡算法
• 5.1.3 对称反对称变换法
• 5.2 奇数阶归一化累积量算法
• 5.2.1 对称—反对称变换
• 5.2.2 三、二阶归一化累积量算法
• 5.3 三、二阶归一化累积量算法的计算机仿真
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢