短波通信中自適應均衡技術(shù)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、短波通信具有傳輸距離遠、設(shè)備簡單、傳播介質(zhì)不可摧毀等優(yōu)勢,在軍事和應急通信等方面得到廣泛應用。在短波通信中,由于信道的特性導致多徑傳輸,進而引起碼間干擾,嚴重影響通信的質(zhì)量和速度。目前,自適應均衡是克服多徑效應、減少碼間干擾的主要技術(shù)手段之一,其實質(zhì)是采用自適應濾波器對接收信號在解調(diào)之后進行濾波。本文在分析短波信道特性的基礎(chǔ)上,主要分析了多種均衡器結(jié)構(gòu)和自適應均衡算法在應用中的優(yōu)勢與存在的不足,并對其中的LMS算法做了進一步的硬件功能仿

2、真。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
   ⑴介紹了自適應算法發(fā)展歷史及其在短波通信系統(tǒng)中的應用。分析了短波信道特性和碼間干擾產(chǎn)生的原因,以奈奎斯特定理為基礎(chǔ)分析了時域均衡的原理。建立了短波信道Watterson的數(shù)學模型,參照ITU-R標準確定了其參數(shù)。
   ⑵對均衡器的常用結(jié)構(gòu)進行了詳細的理論分析和研究。以Watterson短波信道為背景,論文研究了常用的LMS算法和RLS算法。針對影響算法收斂速率、信道追蹤能力和穩(wěn)態(tài)誤差

3、的變量,進行了詳細的理論分析和計算機仿真研究。仿真證明,相同信道環(huán)境下,在收斂速率方面,RLS算法比LMS算法快一個數(shù)量級,且在信道突變時有較好的追蹤能力;在穩(wěn)態(tài)誤差方面,RLS算法的收斂效果比LMS算法更好。但RLS算法復雜度較高,而LMS算法,簡單易于工程實現(xiàn)。以LMS算法為參考標準,在不大幅增加運算量的基礎(chǔ)上,為了進一步降低在輸入信號較大時LMS算法穩(wěn)態(tài)誤差的不穩(wěn)定性,從步長因子入手,研究了NLMS算法。仿真證明,在相同條件下,N

4、LMS與LMS算法相比較,能夠在輸入信號較大時很好的保持穩(wěn)態(tài)誤差。為了加快算法的收斂速率,從輸入信號入手,論文研究了DLMS算法和TRLMS算法,并進行了詳細的理論推導和仿真研究。仿真結(jié)果表明,改進類的LMS算法,收斂速率明顯快于傳統(tǒng)的LMS算法。
   ⑶研究了基于LMS算法的自適應均衡器的FPGA功能仿真。針對傳統(tǒng)浮點數(shù)仿真時運算復雜、耗時長的問題提出了改進方案。利用定點數(shù)運算速度快、易于仿真實現(xiàn)的優(yōu)點,在保證運算精度的前提

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