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[摘 要]在移动通信及高速无线数据通信中,由于多径效应和信道带宽的有限性以及信道特性的不完善性而产生的码间干扰(ISI)成为影响通信质量的重要因素,信道的均衡技术是克服码间干扰的主要手段,而自适应均衡器能够跟踪信道变化而获得广泛应用。本文围绕自适应均衡技术进行了深入的探讨,重点研究了自适应均衡算法、信道模型等问题,并针对几种盲均衡算法应用于数字微波无线信道的均衡性能进行了仿真和比较,其结果对于开发具有更高频谱利用率的数字微波通信链路有着重要的指导意义。本文讨论的重点是计算复杂度低、易于在数字微波系统中实现的自适应均衡器。
[关键词]信道模型 数字微波信道 自适应均衡器
中图分类号:V211.78 文献标识码:V 文章编号:1009―914X(2013)34―0543―01
一、数字微波通信系统介绍
信源的输出可以是模拟信号和数字信号,如电传机的输出,理论上应当用尽可能少的一进制信号表示信源输出。由信源编码器输出的二进制序列称为信息序列,它被传送到信道编码器。信道编码器的目的是在二进制序列中以受控的形式引入一定的冗余,以便在接收机中用来克服信号在信道中传输时所遭受的噪声和干扰的影响,提高接收数据的可靠性。实际上,信息序列中的冗余有助于接收机译出期望的信息序列。数字调制的主要目的是将二进制信息序列映射成符号序列,产生一个符号流,送往脉冲成型滤波器,从而把二进制信息序列变换成模拟信号波形,并将模拟信号波形变换到适于信道传输的频带。
数字调制比模拟调制有许多优点,其中包括更好的抗噪声性能,更强的抗信道损耗能力,更容易复用各种不同形式的信息和更好的安全性等。调制方案的性能常用它的功率效率和频谱利用率来衡量。功率效率描述了在低功率情况下一种调制技术保持数字信息正确传输的能力。一种数字调制方案的功率效率通常表示为在接收机特定的误码率下,每比特信号能量和噪声功率谱密度的比值。
在通信系统接收端,各系统部件具有发射端相应部件的逆功能。数字解调器对受到信到损伤的接收波形进行处理,将该波形还原成一个符号序列,该序列表示发送符号序列的估计值。这个序列被送往信道解码器,它利用接收数据流中的冗余度重构原始信息序列。信源解码器接收信道解码器的输出序列,根据有关知识重构由信源发出的原始信号,由于信道解码的差错以及信源编码器可能引入的失真,在信源解码器输出端的信号只是原始信源输出的一个近似。在原始信号与重构信号之间的信号差是数字通信系统引入失真的一种量度。
二、自适应均衡器的设计
三、仿真实验
性能参数:在数字通信系统中,典型的性能参数有:误比特率(BER)或误码率(SER)、均方误差(MSE)、符号间干扰(ISI)、信噪比(SNR)等。
仿真条件:本文中所有采用CMA算法的仿真都在15000次迭代之后启动相位跟踪环,PLL启动之后,它会将信号星座图旋转,接近发送的原始位置。采用CMA算法的盲均衡器在初始化收敛完成之后,要切换到DD模式(CMA/DD),进一步减小剩余MSE,改善均衡器的稳态性能。
相同信噪比条件下的仿真:在仿真中,设均衡器输入信号信噪比相同,都为40dB。对于分数间隔均衡器,加性噪声是通过平方根升余弦低通滤波器過滤得到的窄带高斯白噪声。
不同信噪比条件下的仿真:针对信道中的channel-A,FS-Channel-A进行仿真,并列出不同信噪比条件下的最终信噪比,以便于比较信道噪声对不同均衡器的影响。仿真表明,在输入信噪比为10dB时,均衡器不能使输出信号眼图“张开”,这时是不能切换到DD模式的。
四、结论
本文围绕着自适应均衡技术进行了深入的探讨,重点研究了类LMS算法、信道模型等问题,针对几种盲均衡算法应用于这些信道的均衡性能进行了仿真和比较。仿真表明,采用CMA算法的盲均衡器收敛之后切换到DD模式,在所有的信道-均衡器组合仿真中,都具有较低的MSE(信噪比基本都在20dB以上)和ISI,而且均衡性能与信道有很大关系。
参考文献
[1] 曹达仲、王尤翠:《数字移动通信中的自适应均衡技术》,《通信技术》,1997年02期。
[2] 杨俊敏:《移动通信信道的自适应均衡算法》,《重庆邮电学院学报》(自然科学版),2006年S1期。
[3] 李红宇、王大寿:《自适应均衡技术在数字移动通信系统中的应用》,《2002中国控制与决策学术年会论文集》,2002年。
[关键词]信道模型 数字微波信道 自适应均衡器
中图分类号:V211.78 文献标识码:V 文章编号:1009―914X(2013)34―0543―01
一、数字微波通信系统介绍
信源的输出可以是模拟信号和数字信号,如电传机的输出,理论上应当用尽可能少的一进制信号表示信源输出。由信源编码器输出的二进制序列称为信息序列,它被传送到信道编码器。信道编码器的目的是在二进制序列中以受控的形式引入一定的冗余,以便在接收机中用来克服信号在信道中传输时所遭受的噪声和干扰的影响,提高接收数据的可靠性。实际上,信息序列中的冗余有助于接收机译出期望的信息序列。数字调制的主要目的是将二进制信息序列映射成符号序列,产生一个符号流,送往脉冲成型滤波器,从而把二进制信息序列变换成模拟信号波形,并将模拟信号波形变换到适于信道传输的频带。
数字调制比模拟调制有许多优点,其中包括更好的抗噪声性能,更强的抗信道损耗能力,更容易复用各种不同形式的信息和更好的安全性等。调制方案的性能常用它的功率效率和频谱利用率来衡量。功率效率描述了在低功率情况下一种调制技术保持数字信息正确传输的能力。一种数字调制方案的功率效率通常表示为在接收机特定的误码率下,每比特信号能量和噪声功率谱密度的比值。
在通信系统接收端,各系统部件具有发射端相应部件的逆功能。数字解调器对受到信到损伤的接收波形进行处理,将该波形还原成一个符号序列,该序列表示发送符号序列的估计值。这个序列被送往信道解码器,它利用接收数据流中的冗余度重构原始信息序列。信源解码器接收信道解码器的输出序列,根据有关知识重构由信源发出的原始信号,由于信道解码的差错以及信源编码器可能引入的失真,在信源解码器输出端的信号只是原始信源输出的一个近似。在原始信号与重构信号之间的信号差是数字通信系统引入失真的一种量度。
二、自适应均衡器的设计
三、仿真实验
性能参数:在数字通信系统中,典型的性能参数有:误比特率(BER)或误码率(SER)、均方误差(MSE)、符号间干扰(ISI)、信噪比(SNR)等。
仿真条件:本文中所有采用CMA算法的仿真都在15000次迭代之后启动相位跟踪环,PLL启动之后,它会将信号星座图旋转,接近发送的原始位置。采用CMA算法的盲均衡器在初始化收敛完成之后,要切换到DD模式(CMA/DD),进一步减小剩余MSE,改善均衡器的稳态性能。
相同信噪比条件下的仿真:在仿真中,设均衡器输入信号信噪比相同,都为40dB。对于分数间隔均衡器,加性噪声是通过平方根升余弦低通滤波器過滤得到的窄带高斯白噪声。
不同信噪比条件下的仿真:针对信道中的channel-A,FS-Channel-A进行仿真,并列出不同信噪比条件下的最终信噪比,以便于比较信道噪声对不同均衡器的影响。仿真表明,在输入信噪比为10dB时,均衡器不能使输出信号眼图“张开”,这时是不能切换到DD模式的。
四、结论
本文围绕着自适应均衡技术进行了深入的探讨,重点研究了类LMS算法、信道模型等问题,针对几种盲均衡算法应用于这些信道的均衡性能进行了仿真和比较。仿真表明,采用CMA算法的盲均衡器收敛之后切换到DD模式,在所有的信道-均衡器组合仿真中,都具有较低的MSE(信噪比基本都在20dB以上)和ISI,而且均衡性能与信道有很大关系。
参考文献
[1] 曹达仲、王尤翠:《数字移动通信中的自适应均衡技术》,《通信技术》,1997年02期。
[2] 杨俊敏:《移动通信信道的自适应均衡算法》,《重庆邮电学院学报》(自然科学版),2006年S1期。
[3] 李红宇、王大寿:《自适应均衡技术在数字移动通信系统中的应用》,《2002中国控制与决策学术年会论文集》,2002年。