海洋在國(guó)家的戰(zhàn)略地位不斷地突顯,與之密切相關(guān)的水聲通信技術(shù)越來(lái)越得到各個(gè)國(guó)家的重視,研制出高速、可靠的水下通信系統(tǒng)成為迫切的需求。但是,水下復(fù)雜多變的環(huán)境和使用聲波作為傳輸介質(zhì)帶來(lái)的高時(shí)延,導(dǎo)致水聲通信面臨著諸多困難。近年來(lái),稀疏信號(hào)成為一個(gè)熱門(mén)的研究領(lǐng)域,許多學(xué)者開(kāi)展了對(duì)于稀疏信道估計(jì)和稀疏信道均衡的研究。水聲信道具有天然的稀疏性,而由于均衡器在頻域上可視為信道的逆,在這種近似下均衡器相應(yīng)的具有稀疏性。為了提高系統(tǒng)的收斂特性,研究可用于水下的自適應(yīng)稀疏均衡器具有重要的意義。同時(shí)水聲通信由于傳輸較慢,對(duì)實(shí)時(shí)性要求較低,但要求誤碼率(Symbol Error Rate,SER)足夠低,傳統(tǒng)的最小均方誤差準(zhǔn)則(Minimum Mean Square Error,MMSE)不一定能達(dá)到所期望SER,而基于最小誤碼率(Minimum Symbol Error Rate,MSER)準(zhǔn)則的自適應(yīng)均衡算法能夠降低系統(tǒng)SER,應(yīng)用于水聲通信中能提高系統(tǒng)可靠性,更具有優(yōu)勢(shì)。本文的工作主要集中在對(duì)稀疏自適應(yīng)MSER均衡算法的推導(dǎo)、仿真和實(shí)際應(yīng)用。1.首先介紹已有的基于MMSE準(zhǔn)則的自適應(yīng)稀疏濾波算法,特別是系數(shù)比例自適應(yīng)濾波算法,該類(lèi)型的濾波算法主要是通過(guò)給濾波器分配成比例于濾波器抽頭值的獨(dú)立步長(zhǎng),從而提高了算法的收斂性。2.受已有的稀疏自適應(yīng)濾波算法的啟發(fā)以及在對(duì)水聲信道和迫零(Zero Force,ZF)均衡器稀疏特性的研究下,在基于MSER準(zhǔn)則中采用次梯度投影的方法,分別在兩種調(diào)制模式下推導(dǎo)獲得線性結(jié)構(gòu)和判決反饋結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)成比例最小誤碼率(Proportionate MSER,PMSER)均衡算法。提出的算法直觀上來(lái)看也是通過(guò)使用稀疏矩陣給不同的濾波器抽頭分配了獨(dú)立的步長(zhǎng)。最后為了確定稀疏矩陣,推導(dǎo)了稀疏矩陣元素選擇的規(guī)則,同時(shí)給出兩種稀疏選擇的方案,分別稱為SC-PMSER和Z-PMSER。并在靜態(tài)稀疏模擬信道中對(duì)提出的算法進(jìn)行了性能的對(duì)比仿真。3.為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的實(shí)際稀疏水聲信道,本文將PMSER算法與Turbo均衡結(jié)構(gòu)相結(jié)合,同時(shí)內(nèi)嵌鎖相環(huán)和時(shí)間反轉(zhuǎn)等技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)接收機(jī)。并在實(shí)際的稀疏靜態(tài)信道中仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的有效性。最后將設(shè)計(jì)的接收機(jī)用于室內(nèi)的水池和千島湖的不同稀疏信道的解調(diào)實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了算法具有誤碼率低,收斂快的特性。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN929.3;TN713
【部分圖文】：

kwkHkekd圖 2-3 回聲抵消框圖于傳輸聲音、數(shù)據(jù)和視頻。相比于模擬系可靠的。但是 ISI 現(xiàn)象是數(shù)字通信系統(tǒng)面帶限且色散的信道時(shí)，造成傳輸脈沖的展道中還原出原始數(shù)據(jù)變得異常困難。hwknkr

基于 MSER 準(zhǔn)則的自適應(yīng)均衡算法已經(jīng)證明能達(dá)到較佳的誤碼有文獻(xiàn)研究關(guān)于自適應(yīng)最小誤碼率均衡器中的稀疏問(wèn)題。本章主要介紹基于 MSER 準(zhǔn)則的自適應(yīng)稀疏均衡器。首先在第一節(jié)和第二節(jié)聲信道的特性和兩種常見(jiàn)的均衡器結(jié)構(gòu)；接著第三節(jié)介紹水聲信道的稀疏性在多徑信道中 ZF 均衡器具有本質(zhì)上的稀疏性。第四節(jié)主要推導(dǎo)稀疏最小誤主要包括線性結(jié)構(gòu)和判決反饋結(jié)構(gòu)的均衡器，并分別對(duì) BPSK 和 QAM 兩種稀疏最小誤碼率迭代公式。第五節(jié)則通過(guò)公式推導(dǎo)說(shuō)明稀疏矩陣元素的選出了兩種稀疏矩陣的選擇方案。最后在模擬信道下對(duì)比分析提出的稀疏均衡性。 水聲信道特性常見(jiàn)的數(shù)字水聲通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下[41]：xsr s x

信道均衡器被發(fā)展起來(lái)用于對(duì)抗 ISI[43]。均衡器被用于對(duì)抗信道帶來(lái)的影響，恢復(fù)原始的信號(hào)。均衡器依據(jù)檢測(cè)的符號(hào)(Symbol Detection)均衡和序列檢測(cè)(Sequence Detection)均衡。并且依構(gòu)包括線性均衡器、判決反饋均衡器和格型均衡器。其中判決反饋均衡器dback Equalizer, DFE)由于性能優(yōu)越、實(shí)現(xiàn)方便，成為廣泛使用的非線性均將主要介紹線性均衡器和判決反饋均衡器。.1 線性均衡器線性均衡器采用線性的橫向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)來(lái)處理接收的信號(hào)。橫向?yàn)V波器采的結(jié)構(gòu)，其示意圖如圖 3-2 所示：T T T T0w1w N2w kr
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 尹艷玲;喬鋼;劉凇佐;周鋒;;基于基追蹤去噪的水聲正交頻分復(fù)用稀疏信道估計(jì)[J];物理學(xué)報(bào);2015年06期

2 冉茂華;黃建國(guó);韓晶;;水聲通信中基于信道估計(jì)的稀疏均衡算法研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年14期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 鐘曉輝;最小誤碼率準(zhǔn)則在水下通信中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2892845