基于Dual-Mode MMA+MDD双模式T/2分数间隔盲均衡算法的研究

均衡技术是用来解决通信系统中码间干扰的常用方法.针对传统恒模算法的收敛速度和稳态剩余码间干扰大的缺点,将双模式多模算法和改进型判决引导算法结合起来,并且应用于分数间隔盲均衡器中.该算法初期用双模式算法收敛均衡器,然后切换到改进型判决引导算法中进一步收敛,由于分数间隔均衡器解决了波特间隔均衡器因抽样率不高带来的频谱混叠问...     

基于Dual-Mode MCMA+DD双模式盲均衡算法研究

为了兼顾误差性能和收敛速度,研究了将双模修正常量模算法和判决引导算法有机结合的双模式盲均衡算法.该算法在收敛初期采用双模修正常量模算法调整均衡器,然后根据判决条件自动切换到判决引导算法,最终实现信道的盲均衡.仿真结果表明:此算法收敛速度快、稳态误差小,并能在去除码间干扰的同时纠正信道固有的相位旋转,具有很好的实用性.     

基于Dual-Mode MCMA+DD双模式盲均衡算法研究*

为了兼顾误差性能和收敛速度,研究了将双模修正常量模算法和判决引导算法有机结合的双模式盲均衡算法.该算法在收敛初期采用双模修正常量模算法调整均衡器,然后根据判决条件自动切换到判决引导算法,最终实现信道的盲均衡.仿真结果表明：此算法收敛速度快、稳态误差小,并能在去除码间干扰的同时纠正信道固有的相位旋转,具有很好的实用性.     

一种能有效消除水声信道相位连续旋转的分数间隔盲均衡算法研究

针对信道均衡过程中的均衡器输出相位连续旋转问题,提出一种带有二阶数字锁相环的分数间隔超指数迭代盲均衡算法。该算法利用分数间隔超指数迭代算法加强对信道多途的抑制,利用二阶数字锁相环消除均衡器输出信号连续相位旋转,从而实现对原始发射信号的正确恢复。水池实验结果表明:该算法相对于常规盲均衡算法,收敛速度快,剩余均方误差小,能够有效地消除均衡器输出信号相位连续旋转,从而降低水声通信系统的误码率。     

一种水声信道均衡器的混合算法

水声高速相干通信中使用自适应均衡对抗信道在接收信号中产生的码间串扰。目前,1/2分数间隔采样的判决反馈均衡器结构得到了广泛的应用。本文分析了几种自适应算法在此种均衡器结构下的性能,结合浅海水声信道的特点,提出了一种快速卡尔曼滤波和快速自优化最小均方的混合算法,模拟及海试结果表明,该混合算法在计算复杂度、收敛速度以及稳定性方面都有很好的性能,已经应用到了水声实时高速通信系统当中。     

一种拖尾噪声环境中的稳健常数模盲均衡新算法

为了改善拖尾噪声环境中盲均衡器的性能,提出了一种稳健常数模盲均衡算法,修改了原常数模算法的误差函数,并进行非线性变换,有效地抑制了拖尾噪声的影响。采用浅海水声信道,在分别叠加高斯噪声与拖尾噪声的情况下,对算法进行了计算机仿真。结果表明:在高斯噪声环境中,新算法具有更快的收敛速度与更低的剩余码间干扰;在拖尾噪声环境中,原算法很不稳定,而新算法则性能稳健,能够稳定地收敛于较低的剩余码间干扰。     

相干水声通信幅相加权空间分集均衡算法

水声信道的典型特点为多普勒频移严重、可利用带宽窄以及强多径干扰。空间分集均衡技术是相干水声通信中克服信道多径干扰,消除码间干扰的一种有效手段。为了极大化地输出阵增益,结合无源相位共轭方法和多通道均衡算法,本文设计了组合信噪干比的全新信道评价方法。利用改进的Sigmoid函数对各通道接收信号的幅度进行加权处理;采用二阶锁相环跟踪各通道信号的相位变化,实现各通道信号同相累加。将各通道低通滤波后的信号能量归一化,采用了分数阶-判决反馈分集均衡器,加入各通道权重系数实现了水声通信系统的分集均衡接收。仿真结果和湖试数据处理结果均表明,优化的幅相加权分集均衡接收算法能抵消多径和噪声的干扰,性能优于等增益合并接收算法。湖试数据处理结果误码率降低了1.8%。      

基于判决导引的水声信道混合盲均衡算法研究

提出了一种适用于正交幅度调制(QAM)信号的混合盲均衡算法,该算法在初始模式中分别对QAM信号的同相分量和正交分量进行均衡,利用方形环判决域对均衡器输出信号进行判决,当误码率降到足够低的水平时自动切换到判决导引最小均方误差算法。最后利用水声信道仿真模型,对该算法的性能进行了验证。结果表明:该算法性能稳健,收敛后均方误差小,有效降低了高速水声通信的误码率,提高了水声信道均衡的稳定性,且有良好的冷启动和重新启动能力。     

一种快速收敛的水声信道载波恢复盲均衡算法

基于对修正的常数模算法(MCMA)进行分析,提出了一种用于QPSK(四进制相移键控)信号的快速载波恢复盲均衡算法。该算法中构造了一种与MCMA算法不同的、能够快速收敛的误差函数,在消除码间干扰(ISI)、纠正相位误差的同时,进一步改善了收敛性能。该算法对输出信号的实部和虚部分别进行非线性变换。最后利用实测的水声信道数据,对这几种算法进行了数值分析研究,结果表明:所提出的算法不仅能够很好地克服相位旋转,而且其收敛速度明显高于MCMA,剩余均方误差更小,而计算量并没有明显的增加。     

一种递归神经网络空间分集均衡器

水声信道中的衰变多途特性常引起难以克服的码间干扰(ISI)。为了降低误码率、改善系统性能,本文提出了一种递归神经网络空间分集均衡器。它在传统的空间分集结构中融入了多层感知器,该结构能够充分利用训练信号的信息,在可调权数较少的情况下,能够得到较好的均衡效果;针对该结构,采取了初始设定权值的办法,从而使该均衡器的收敛速度得到大大提高。仿真与湖试试验结果表明,该均衡器结构合理,对空间分集均衡性能有一定的改善。     

一种自适应前向均衡与判决均衡组合结构及变步长改进算法

信号在超长线缆传输中, 线缆的线间串扰及温度梯度变化造成噪声干扰, 特别是线缆介电损耗和肌肤效应的影响, 导致接收端信号频率色散失真严重, 难以恢复原始信号, 限制了传输速度. 另外, 在页岩气、煤层气等资源勘探领域, 在用长缆传输数据时, 还要求传输高精度同步脉冲信号, 用于采集数据相位的标定. 线缆的传输效应及噪声干扰严重影响了接收端的信号同步, 造成采集数据相位失真. 本文针对信号在长缆传输中的非线性失真及衰减问题, 提出了一种新型均衡结构, 并针对新模型给出了最优系数组合. 在此基础上针对改进的结构提出了一种基于反正切函数的变步长算法, 该算法配合三误差因子, 形成收敛函数, 该函数具有收敛速度快, 稳态误差小的优点. 改进后的自适应组合均衡器计算复杂度低, 收敛快, 信道跟踪能力强, 加快了数据处理速度, 同时能较好地应对信道的时变性. 仿真结果表明, 基于新变步长算法的自适应组合均衡器, 性能上提高了50%, 并且消除了噪声干扰和码间干扰, 测试实验表明, 在无中继超长缆(7 km以上)传输中, 信号速度提高了一倍.     

水声通信近似L0范数约束的BP网络均衡器*

针对稀疏水声信道的长时延扩展及梯度下降的权值迭代方案导致的神经网络均衡器收敛速度慢的问题,提出了近似L₀范数约束的BP神经网络均衡器。首先在传统BP网络均衡器基础上增加判决反馈项,然后在代价函数中对均衡器输入层到隐含层的权值增加L₀范数约束,构造新的代价函数,利用高斯族函数近似L₀范数约束,并根据不同隐层神经元节点输出权值的L₂范数设定近似参数。仿真结果表明,稀疏信道条件下,本方法相比传统的BP网络均衡器收敛速度更快,误码率更低,可以有效提升神经网络均衡器的性能。     

Delay-Doppler domain decision feedback turbo equalization for OTFS modulation

Emerging evidence indicates that orthogonal time–frequency space (OTFS) modulation is a potential candidate modulation scheme for high mobility wireless communications. However, OTFS may experience significant inter-symbol interference (ISI) and inter-Doppler interference (IDI) in the receiver. In this paper, we propose a soft decision feedback turbo equalization for OTFS transmission over delay-Doppler channels to jointly combat both interferences. A novel block decision feedback equalization (BDFE) algorithm is constructed using the band feature of the channels in the delay-Doppler domain. The feedforward and feedback filters are designed by the delay-time channels coefficients. According to the designed filter, an equivalent system model is employed to allow turbo equalization. The posterior probability is established using the soft prior information and feedback filter, and then fed back to the channel decoder as external information. Both theoretical analysis and simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed scheme in improving the bit error rate (BER) performance and combat various interference. Numerical simulations are finally provided to justify the validity of the proposed scheme in improving the bit error rate (BER) performance and combating various interference.     

Time reversal acoustic communication receivers: DSP implementation and fast channel estimation

A communication system is implemented on digital signal processors (DSPs) for the underwater acoustic environment. The implemented receiver uses time reversal multi-channel combining followed by a single-channel decision feedback equalizer. Periodic channel estimation is employed to track the channel fluctuations. These techniques are used to mitigate time-varying inter-symbol interference, which is the main challenge in the underwater acoustic channel at operating frequencies greater than 10 kHz. Various optimization tasks are performed to reduce the receiver computational complexity. A fast implementation of the matching pursuit algorithm is tested on the DSP platform. Its performance, in terms of accuracy and run-time, is compared with that of the basic matching pursuit algorithm. Experimental results of the transmission and demodulation of binary phase-shift keying signals at three different symbol rates were obtained in the local Delaware Bay. The low bit error rates demonstrate the effectiveness of our implementation.     

一种快速收敛的符号回归常数模盲均衡算法

为了加快符号回归常数模算法(SRCMA)的收敛速度,本文提出了一种适合于BPSK信号 的快速算法。该算法用新的误差函数替代SRCMA中的误差函数,新误差函数针对BPSK信号而 设计。新算法采用分数间隔均衡模型,有效地加快了SRCMA算法的收敛速度。水声信道仿真实验 表明,该算法性能稳定,收敛速度快,适用于快速变化信道的盲均衡和水声通信数据的实时恢复。     

A constant modulus algorithm for blind equalization in α-stable noise

Channel noise is often assumed to be Gaussian in most of the existing channel equalization algorithms. The performance of these algorithms will degrade seriously when the noise is non-Gaussian. This paper deals with the problem of blind channel equalization in impulsive noise environment that is modeled as α-stable process. A modified adaptive error-constrained constant modulus algorithm (MAECCMA) is proposed by soft-limiting the amplitude of the equalizer input and transforming the error signal of the original adaptive error-constrained constant modulus algorithm (AECCMA) nonlinearly to suppress the influence of α-stable noise. Computer simulation results of two underwater acoustic channels show that, MAECCMA has almost the same performance as AECCMA and they both have faster convergence rate than constant modulus algorithm (CMA) and normalized least mean absolute deviation (NLMAD) algorithm in Gaussian noise, while MAECCMA provides the best performance of those four algorithms in α-stable noise.