水聲通信中基于SC-FDE系統(tǒng)的自適應(yīng)均衡技術(shù)研究.pdf

1、隨著人們開(kāi)發(fā)和利用海洋步伐的加快，水聲通信技術(shù)在海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。水聲信道一個(gè)是十分復(fù)雜的時(shí)-頻-空變信道，其多徑效應(yīng)使信號(hào)產(chǎn)生衰落，嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。因此，抗多徑傳播，減小碼間干擾是水聲通信研究的重點(diǎn)。自適應(yīng)均衡器能夠根據(jù)信道傳輸特性的變化自動(dòng)調(diào)整參數(shù)以盡可能實(shí)現(xiàn)最佳的信道均衡。同時(shí)，單載波頻域均衡(SC-FDE)技術(shù)，可以有效地對(duì)抗頻率選擇性衰落，減小碼間干擾，成為研究熱點(diǎn)之一。
　　本文針對(duì)水聲

2、通信中信道的特點(diǎn)，將SC-FDE系統(tǒng)與自適應(yīng)均衡器相結(jié)合，研究了基于SC-FDE系統(tǒng)下自適應(yīng)均衡技術(shù)，并通過(guò)SEED-VPM642開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)這種自適應(yīng)均衡器，旨在提高系統(tǒng)的抗干擾性能，建立一個(gè)高速率和可靠性強(qiáng)的水聲通信系統(tǒng)。
　　本文主要研究工作與成果如下:
　　1、研究了SC-FDE系統(tǒng)中信道估計(jì)技術(shù)，通過(guò)MATLAB仿真得出，當(dāng)信噪比小于10dB時(shí)，信道估計(jì)算法采用MP估計(jì)算法比LS估計(jì)算法的SC-FDE系統(tǒng)的誤碼

3、率低。相對(duì)于LS估計(jì)算法，MP估計(jì)算法可以獲得約5dB左右的增益。
　　2、研究了SC-FDE中頻域線性均衡器、時(shí)域判決反饋均衡器以及時(shí)頻混合判決反饋均衡器，運(yùn)用MATLAB仿真得出，當(dāng)信噪比為3dB，數(shù)據(jù)率為4kbps時(shí)，三種均衡算法中時(shí)頻混合DFE算法的均衡性最好，其次是時(shí)域DFE算法，頻域線性均衡器的均衡性能最差，采用時(shí)頻混合DFE算法比頻域線性算法大致提高了2dB左右的增益。而當(dāng)信噪比為8dB，數(shù)據(jù)率為4kbps時(shí)，三種均

4、衡器的均衡性能相差不大。同時(shí)，當(dāng)使用時(shí)域DFE時(shí)，分別對(duì)LMS、NLMS、RLS三種自適應(yīng)算法進(jìn)行仿真，通過(guò)仿真結(jié)果得出，運(yùn)用RLS算法的均衡效果最好，NLMS其次，LMS算法最差。
　　3、對(duì)于基于SC-FDE系統(tǒng)的自適應(yīng)均衡技術(shù)進(jìn)行了水池實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　當(dāng)收發(fā)距離相同3.52m時(shí)，均衡算法采用時(shí)頻混合DFE算法，SC-FDE系統(tǒng)使用MP估計(jì)算法時(shí)，誤碼率為0.51％，而使用LS估計(jì)算法時(shí)，誤碼率為1.41％。說(shuō)明，此

5、時(shí)MP估計(jì)算法比LS估計(jì)算法對(duì)信道的估計(jì)值要準(zhǔn)確。
　　當(dāng)收發(fā)距離為3.52m時(shí)，信道估計(jì)算法采用MP算法，SC-FDE系統(tǒng)使用時(shí)域DFE與時(shí)頻混合DFE算法時(shí)的誤碼率分別為0.99％與0.51％，而使用頻域線性均衡時(shí)誤碼率為2.08％，說(shuō)明采用DFE均衡性能要優(yōu)于頻域線性均衡。
　　4、對(duì)于基于SC-FDE系統(tǒng)的自適應(yīng)均衡技術(shù)進(jìn)行了海洋實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　當(dāng)通信距離為10km，數(shù)據(jù)率為4kbps時(shí)，均衡算法采用時(shí)頻混

6、合DFE算法，基于LS算法的系統(tǒng)的誤碼率在10-1數(shù)量級(jí)，而基于MP算法的SC-FDE系統(tǒng)的誤碼率為10-2數(shù)量級(jí)。相比LS算法，MP算法的誤碼級(jí)別降了一級(jí)。
　　當(dāng)通信距離為10km，數(shù)據(jù)率為4kbps時(shí)，信道估計(jì)算法采用MP算法，頻域線性均衡算法誤碼率為10-1數(shù)量級(jí)，時(shí)域DFE誤碼率為1％左右，而時(shí)頻混合DFE算法的誤碼率為0.6％左右。
　　5、運(yùn)用SEED-VPM642開(kāi)發(fā)板和CCS3.3集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)基于SC-