基于正交小波变换分数间隔盲均衡算法

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水声通信中广泛存在的多径衰落和信道失真导致的码间干扰,大大降低了水下数据传输的可靠性和数据传输速率,是影响高速水声通信的主要因素。一种被广泛采用且有效抑制码间干扰的技术是自适应均衡技术,但是由于信道的时变特性,传统的自适应均衡技术需要频繁发送训练序列来跟踪信道的变化,而大量的训练序列就会大大地占用有限的带宽,那必然大大地降低了水声信道带宽的利用率和通信效率。然而,盲均衡技术无需发送训练序列就可以跟踪信道的变化,且能很有效提高数据的传输速率及可靠性。所谓均衡,就是在接收端用一个均衡器产生与信道特性相反的滤波器,用来抵消信道的时变多径传播特性引起的干扰,即通过均衡器消除时间和信道的选择性,解决符号间干扰的问题。盲均衡技术避免了训练序列的使用,应用范围广,收敛范围也广,克服了传统自适应均衡的缺点,从而大大降低了对信道和信号的要求,并优化了数字传输机的设计。因此,盲均衡现已越来越受到重视。   本文以小波理论为基础,针对水声信道特性,对超指数算法及其迭代算法,分数间隔均衡器结构进行了深入的研究,主要研究成果和创新点如下:   1.论述了分数间隔均衡器的工作原理,对分数间隔均衡器的性能进行了分析,提出了能进一步加快收敛速度的基于正交小波变换分数间隔超指数迭代盲均衡算法(WT-FSE-SEI)。仿真结果表明:该算法可获得比基于正交小波变换超指数迭代算法(WT-SEI)和超指数迭代算法(SEI)更快的收敛速度。   2.通信信号在通过时变多普勒频移的水声信道时,由于码间干扰和相位旋转,使信号发生变形失真,根据QAM信号星座图的特点,研究了一种用于QAM信号的水声信道载波恢复盲均衡算法。该算法通过将超指数迭代算法与模判决引导结合来补偿接收信号模值的偏离,用相移器来补偿相位误差。仿真结果表明:该算法不仅能够完成载波相位恢复,而且减小了码间干扰(ISI)。   3.由于超指数算法计算量较大,不利于实时均衡,利用水声信道的稀疏性,提出了一种基于稀疏水声信道正交小波变换稀疏权算法,有效降低了超指数算法的计算量。   4.由于水声信道的时变多途效应引起的频率选择性会导致信道频率响应的谱值出现零点,线性均衡器在谱零点附近给予高增益,增加了接收信号中的附加噪声。为了克服此缺陷,将线性均衡器与判决反馈算法相结合,提出了基于正交小波变换分数间隔联合盲均衡算法。该算法提高了信道的均衡器效果。水声信道仿真结果,验证了该算法的良好性能。
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