短波通信中自適應均衡技術的研究.pdf

1、短波通信具有傳輸距離遠、設備簡單、傳播介質不可摧毀等優(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手段之一，其實質是采用自適應濾波器對接收信號在解調之后進行濾波。本文在分析短波信道特性的基礎上，主要分析了多種均衡器結構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。主要研究內容及結果如下：
　　 ⑴介紹了自適應算法發(fā)展歷史及其在短波通信系統中的應用。分析了短波信道特性和碼間干擾產生的原因，以奈奎斯特定理為基礎分析了時域均衡的原理。建立了短波信道Watterson的數學模型，參照ITU-R標準確定了其參數。
　　 ⑵對均衡器的常用結構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。以LMS算法為參考標準，在不大幅增加運算量的基礎上，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。仿真結果表明，改進類的LMS算法，收斂速率明顯快于傳統的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。針對傳統浮點數仿真時運算復雜、耗時長的問題提出了改進方案。利用定點數運算速度快、易于仿真實現的優(yōu)點，在保證運算精度的前提