通信信號處理-水聲信道盲均衡算法綜述(已修改)
2025-01-20 11:21 本頁面
【正文】 通信信號處理作業(yè) 水聲信道盲均衡算法綜述 班 級： Y150502 姓 名：龐永麗 學(xué) 號： S1505047 水聲信道盲均衡算法綜述 摘要： 簡述了 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，海洋在人類的活動中占有越來越重要的地位。而在對海洋進行的每一項軍事與民用開發(fā)活動中，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，聲波成為水下無線通信唯一的有效手段。 在有限帶寬的水聲信道中通信時，多徑傳播會導(dǎo)致嚴(yán)重的碼間干擾，而碼間干擾會嚴(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。 (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)，不利于實時通信。 (2) 傳統(tǒng)的自適應(yīng)均衡技術(shù)在進行正式通信前要發(fā)送訓(xùn)練序列訓(xùn)練均衡器的抽頭系數(shù)，但是有些場合比如潛艇間的軍事通信，根本無法獲得訓(xùn)練序列，這時，自適應(yīng)均衡技術(shù)便無能為力。 (3) 每建 立一個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)。因此在一對多的通信中，一旦某個節(jié)點和服務(wù)器的通信因為某種因素中斷時，其他節(jié)點和服務(wù)器的通信也將受到影響。 這些缺點和不足導(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，直接利用接收信號的高階統(tǒng)計量進行均衡，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)計量的本身自適應(yīng)的均衡技術(shù)，能夠根據(jù)接收到信號的統(tǒng)計信息 恢復(fù)出原始的發(fā)送信號。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，各國學(xué)者紛紛投入到該項研究，根據(jù)不同的應(yīng)用背景，運用到心得數(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 算法是先建立一個誤差函數(shù) (或代價函數(shù) )， 使得理想系統(tǒng)對應(yīng)于該目標(biāo)函數(shù)的極小值點 ， 然后采用某種自適應(yīng)算法尋找誤差函數(shù)的極值點。當(dāng)目標(biāo)函數(shù)達到極值點后 ， 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 ， 它是通過調(diào) 節(jié)均衡器的抽頭增益使代價函數(shù)為最小 ， 其代價函數(shù)由傳輸信號的高階統(tǒng)計特性來構(gòu)造。當(dāng)代價函數(shù)中的 p為 2 時 ， Godard 算法變?yōu)槌Ａ磕０?
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