通信工程課程設計-自適應通信系統(tǒng)辨識的仿真設計(已修改)
2025-08-23 10:53 本頁面
【正文】 課 程 設 計 院（系、部） 電 信 學 院 教 研 室 通 信 工 程 項 目 名 稱 自適應通信系統(tǒng)辨識的仿真設計設 計 人 指 導 教 師 目錄第1章 基礎知識 3 數(shù)字通信系統(tǒng)的組成 3 系統(tǒng)辨識 3 自適應系統(tǒng)辨識 4第2章 算法原理 4 LMS算法 4 LMS算法推導 13 LMS算法步驟 16第3章 自適應系統(tǒng)辨識方案設計 17 仿真系統(tǒng)參數(shù) 17 評判標準 17 程序設計 18第4章 仿真結(jié)果分析 23 輸入信號 23 步長 28第5章 結(jié)論 31第1章 基礎知識 數(shù)字通信系統(tǒng)的組成 結(jié)構(gòu)圖 信號源調(diào)制系統(tǒng)解調(diào)解調(diào)信號噪聲●信號源：是指已抽樣的，經(jīng)過編碼和量化的數(shù)字信號?！裾{(diào)制： 調(diào)制（modulation)就是對信號源的信息進行處理加到波上，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程，就是使載波隨信號而改變的技術(shù)。這里指數(shù)字調(diào)制（包括PSK調(diào)制和QAM調(diào)制）。●系統(tǒng)（經(jīng)過信道）系統(tǒng)：傳輸系統(tǒng)，也就是信道?！窠庹{(diào)解調(diào)是從攜帶消息的已調(diào)信號中恢復消息的過程。解除符號間的干擾；去噪。 系統(tǒng)辨識 對系統(tǒng)進行控制的主要問題是根據(jù)系統(tǒng)的特性設計控制輸入，使輸出滿足預先規(guī)定的要求。而系統(tǒng)辨識所研究的問題恰好是這些問題的逆問題。 通常，預先給定一個模型類μ＝｛M｝（即給定一類已知結(jié)構(gòu)的模型），一類輸入信號u和等價準則J＝L(y，yM)(一般情況下，J是誤差函數(shù)，是過程輸出y和模型輸出yM的一個泛函)；然后選擇使誤差函數(shù)J達到最小的模型，作為辨識所要求的結(jié)果。 ●系統(tǒng)辨識包括兩個方面：結(jié)構(gòu)辨識和參數(shù)估計。 ●辨識的基本步驟為：①先驗知識和建模目的的依據(jù)。②實驗設計。③結(jié)構(gòu)辨識。④參數(shù)估計。⑤模型適用性檢驗。 ●目的：恢復發(fā)射信號，克服卷積效應，均衡即反卷積；克服符號間的干擾。 自適應系統(tǒng)辨識 定義 能根據(jù)環(huán)境的改變而自動改變以此得到問題最優(yōu)解的一類技術(shù)總稱。自適應系統(tǒng)的組成 自適應系統(tǒng)和常規(guī)系統(tǒng)類似，可以分為開環(huán)自適應和閉環(huán)自適應兩類型。開環(huán)自適應系統(tǒng)主要是對輸入信號或信號環(huán)境進行測量，并用測量得到的信息形成公式或算法，用以調(diào)整自適應系統(tǒng)自身；而閉環(huán)自適應系統(tǒng)還利用系統(tǒng)調(diào)整得到的結(jié)果的有關知識去優(yōu)化系統(tǒng)的某種性能，即是一種帶“性能反饋”的自適應系統(tǒng)。開環(huán)自適應系統(tǒng)自適應算法 輸入 輸出 開環(huán)自適應系統(tǒng)閉環(huán)自適應系統(tǒng)自適應算法 輸入 輸出 閉環(huán)自適應系統(tǒng) 目的 采用自適應的目的：當系統(tǒng)改變時也可以進行辨識。自適應系統(tǒng)可以利用前一時刻已經(jīng)獲得的濾波器參數(shù)等結(jié)果，自動的調(diào)節(jié)現(xiàn)時刻的濾波器參數(shù)，以適應信號和干擾未知的或隨時間變化的統(tǒng)計特性，從而實現(xiàn)最優(yōu)濾波。 數(shù)字形式 采用的數(shù)字形式是迭代形式。第2章 算法原理 LMS（Least Mean Square ）算法:LMSx(n) x(n1) x(n2)…. X(nm+1) …… d(n).y(n)…e(n)=d(n)y(n)自適應濾波器在時刻n的向量定義：抽頭權(quán)向量：參考輸入向量：是主輸入信號，是期望輸出值，是誤差信號，也是系統(tǒng)輸出值，M是濾波器長度。由維納霍夫方程可知，最小均方誤差為：實際上，該方程與維納濾波器結(jié)果完全一樣。自適應濾波器與維納濾波器相比，其差別在于它增加了一個識別控制環(huán)節(jié)，將輸出與期望值進行比較，利用誤差去控制，使=最小值，從而得到的估計。根據(jù)最優(yōu)的數(shù)學算法最陡下降法，下一個權(quán)矢量等于現(xiàn)在的權(quán)矢量加一個正比于梯度的負值變化量，即有：通過梯度下降法：由，推導可知： 。其中： 構(gòu)成自適應濾波器的基本部件是自適應線性組合器的M各輸入為，其輸出y（k）是這些輸入加權(quán)后的線性組合，即 （1） . 自適應線性組合器定義權(quán)向量W=[] T,且 （2），令代表“所期望的響應”，并定義誤差信號 （3）式（3）寫成向量形式
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