【摘要】：無線紫外光通信技術(shù)具有全天候、抗干擾和隱秘通信等特點(diǎn),在軍事和民用領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價值。無線紫外光能夠依靠大氣粒子的散射作用實現(xiàn)非直視通信,無需精確對準(zhǔn)。但同樣因為大氣粒子對紫外光的散射作用,會使得無線紫外光多徑傳輸效應(yīng)明顯,產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干擾問題。為了抑制碼間干擾,提高無線紫外光非直視通信性能,本文研究了無線紫外光非直視散射通信中的信道均衡與信道估計技術(shù),改進(jìn)了信道均衡與信道估計算法,實現(xiàn)了通信信號的準(zhǔn)確檢測和信道參數(shù)的精確估計。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)無線紫外光非直視信道模型,建立接收信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式。研究使用分?jǐn)?shù)間隔均衡器(Fractionally Spaced Equalizers,FSE)進(jìn)行無線紫外光信號的均衡,結(jié)合常模算法(Constant Modulus Algorithm,CMA)使FSE可以實現(xiàn)盲均衡。分析了無線紫外光接收信號的噪聲特性,用信噪比的估計結(jié)果改進(jìn)算法的更新步長計算過程,使算法具有了較好的自適應(yīng)能力。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后的CMA-FSE算法在收斂速度和穩(wěn)態(tài)均方誤差等方面都有良好的表現(xiàn),誤碼率相對于最小均方算法和遞歸最小二乘算法降低了1～2個數(shù)量級。(2)以貝葉斯估計原理為基礎(chǔ),建立了無線紫外光非直視信道貝葉斯估計框架。使用聯(lián)合參數(shù)向量作為待估計的狀態(tài)量,實現(xiàn)了信道響應(yīng)系數(shù)和通信信號同步估計。本文研究了使用粒子濾波(Particle Filter,PF)算法實現(xiàn)貝葉斯估計,但PF算法中的重采樣過程不適用于無線紫外光非直視信道估計過程。因此結(jié)合差分演化算法(Differential Evolution Algorithms,DEA)來改善PF算法中的粒子多樣性,得到了DE-PF信道估計算法。對DE-PF算法進(jìn)行了數(shù)值仿真分析,結(jié)果表明,與最小均方估計和遞歸最小二乘估計相比,優(yōu)化算法的估計信噪比提高了5dB～10dB,誤碼率降低了約1個數(shù)量級。本文針對無線紫外光非直視信道特點(diǎn)改進(jìn)的信道均衡和信道估計算法,可以對碼間干擾進(jìn)行有效抑制,并能在碼間干擾嚴(yán)重和信噪比較小的信道下提高通信系統(tǒng)的性能。
【圖文】：

(4-19)如圖4-6為引入了差分演化的DE-PF算法和使用重采樣的標(biāo)準(zhǔn)粒子濾波算法的ESNR迭代曲線對比圖。仿真的信道模型參數(shù)與表 4-1 一致，通信速率 1Mbps，SNR 為 20dB，粒子個數(shù) 500 個。圖 4-6 紫外光信道估計 ESNR 迭代曲線Fig.4-6 Iteration curves for ESNR of UV channel estimation從圖 4-6 可以看出，使用重采樣的標(biāo)準(zhǔn)粒子濾波算法在剛開始迭代的過程中 ESNR 能快速上升。但僅僅在迭代了不到 100 次之后 ESNR 變成了固定值，說明此時只剩下了 1 種粒子，粒子多樣性完全丟失，，而 DE-PF 算法估計性能則明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)粒子濾波算法。另一方面，從圖 4-6 可以看出
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2594335