通信信號(hào)處理-水聲信道盲均衡算法綜述(已修改)
2025-01-20 11:21 本頁(yè)面
【正文】 通信信號(hào)處理作業(yè) 水聲信道盲均衡算法綜述 班 級(jí)： Y150502 姓 名：龐永麗 學(xué) 號(hào)： S1505047 水聲信道盲均衡算法綜述 摘要： 簡(jiǎn)述了 水聲信道盲均衡算法的研究背景 ，概述了基于 Bussgang 類盲均衡算法、基于 高階譜 類盲均衡算法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類盲均衡算法的 研究 現(xiàn)狀，并指出了其今后的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞： 盲均衡； Bussgang；高階 譜 ；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 一、 研究背景 隨著陸地資源逐漸地枯竭，人們把目光投向了資源豐富的海洋，海洋在人類的活動(dòng)中占有越來(lái)越重要的地位。而在對(duì)海洋進(jìn)行的每一項(xiàng)軍事與民用開發(fā)活動(dòng)中，都離不開通信與數(shù)據(jù)傳輸。山于海水是電的導(dǎo)體，光波與電磁波在海水中衰減都很大，傳播距離十分有限，聲波成為水下無(wú)線通信唯一的有效手段。 在有限帶寬的水聲信道中通信時(shí)，多徑傳播會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的碼間干擾，而碼間干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信的質(zhì)量，因此必須米用自適應(yīng)均衡技術(shù)以克服。傳統(tǒng)的自適應(yīng)均衡算法和結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)比較成熟，但是傳統(tǒng)的自適應(yīng)均衡技術(shù)存在一些難以克服的缺點(diǎn)。 (1) 一旦信道的特性發(fā)生改變，自適應(yīng)均衡器就需要重新發(fā)送訓(xùn)練序列，更新均衡器的抽頭系數(shù)，不利于實(shí)時(shí)通信。 (2) 傳統(tǒng)的自適應(yīng)均衡技術(shù)在進(jìn)行正式通信前要發(fā)送訓(xùn)練序列訓(xùn)練均衡器的抽頭系數(shù)，但是有些場(chǎng)合比如潛艇間的軍事通信，根本無(wú)法獲得訓(xùn)練序列，這時(shí)，自適應(yīng)均衡技術(shù)便無(wú)能為力。 (3) 每建 立一個(gè)新的通信就要重新發(fā)送新的訓(xùn)練序列更新抽頭系數(shù)。因此在一對(duì)多的通信中，一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器的通信因?yàn)槟撤N因素中斷時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器的通信也將受到影響。 這些缺點(diǎn)和不足導(dǎo)致了傳統(tǒng)自適應(yīng)均衡技術(shù)已不能滿足現(xiàn)代通信的要求，特別是帶寬有限的水聲信道的通信要求。盲均衡技術(shù)不需要在通信之前發(fā)送訓(xùn)練序列，直接利用接收信號(hào)的高階統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行均衡，因而通用于水聲信道，所以很多專家和學(xué)者開始重視盲均衡技術(shù)的研究。與傳統(tǒng) 自適應(yīng) 均衡技術(shù)不同，盲均衡是一種利用接收信兮高階統(tǒng)計(jì)量的本身自適應(yīng)的均衡技術(shù)，能夠根據(jù)接收到信號(hào)的統(tǒng)計(jì)信息 恢復(fù)出原始的發(fā)送信號(hào)。在帶寬有限的水聲信道中，盲均衡技術(shù)能夠節(jié)省帶寬，從而有更多的帶寬可以用來(lái)通信，提高了通信的效率，而且在傳統(tǒng)自迅應(yīng)均衡技術(shù)無(wú)能為力的情況下，盲均衡技術(shù)依然可以有效地工作，以保證正常的通信。 綜上所述，盲均衡器因不需要訓(xùn)練序列，應(yīng)用范圍更為廣泛。因此本文選取 盲均衡作為研究對(duì)象。 二、 研究現(xiàn)狀 自 日本學(xué)者 在 1975 年首次提出了 “自恢復(fù) 均衡 ”的概念后，各國(guó)學(xué)者紛紛投入到該項(xiàng)研究，根據(jù)不同的應(yīng)用背景，運(yùn)用到心得數(shù)學(xué)理論和優(yōu)化方法，提出了多種盲均衡算法，大致分為以下幾類。 基于 Bussgang 技術(shù)的盲均衡算法 Bussgang 算法是先建立一個(gè)誤差函數(shù) (或代價(jià)函數(shù) )， 使得理想系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于該目標(biāo)函數(shù)的極小值點(diǎn) ， 然后采用某種自適應(yīng)算法尋找誤差函數(shù)的極值點(diǎn)。當(dāng)目標(biāo)函數(shù)達(dá)到極值點(diǎn)后 ， 系統(tǒng)也就成為期望的理想系統(tǒng)。最早的 Bussgang 算法是[4]提出的適用于 PAM 系統(tǒng)的 Sato 算法。 [5]在研究 Sato 算法的基礎(chǔ)上 ， 于 1980 年提出了 BGR 算法 ， 把 Sato 算法推廣到 QAM 系統(tǒng)。 1980年 [6]又提出了 Godard 算法 ， 它是通過(guò)調(diào) 節(jié)均衡器的抽頭增益使代價(jià)函數(shù)為最小 ， 其代價(jià)函數(shù)由傳輸信號(hào)的高階統(tǒng)計(jì)特性來(lái)構(gòu)造。當(dāng)代價(jià)函數(shù)中的 p為 2 時(shí) ， Godard 算法變?yōu)槌Ａ磕０?
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