發(fā)布時(shí)間：2020-03-22 02:35

【摘要】：無(wú)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(jià)值。無(wú)線紫外光能夠依靠大氣粒子的散射作用實(shí)現(xiàn)非直視通信,無(wú)需精確對(duì)準(zhǔn)。但同樣因?yàn)榇髿饬Ｗ訉?duì)紫外光的散射作用,會(huì)使得無(wú)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(wú)線紫外光非直視通信性能,本文研究了無(wú)線紫外光非直視散射通信中的信道均衡與信道估計(jì)技術(shù),改進(jìn)了信道均衡與信道估計(jì)算法,實(shí)現(xiàn)了通信信號(hào)的準(zhǔn)確檢測(cè)和信道參數(shù)的精確估計(jì)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)根據(jù)無(wú)線紫外光非直視信道模型,建立接收信號(hào)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(wú)線紫外光信號(hào)的均衡,結(jié)合常模算法(Constant Modulus Algorithm,CMA)使FSE可以實(shí)現(xiàn)盲均衡。分析了無(wú)線紫外光接收信號(hào)的噪聲特性,用信噪比的估計(jì)結(jié)果改進(jìn)算法的更新步長(zhǎng)計(jì)算過(guò)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(duì)于最小均方算法和遞歸最小二乘算法降低了1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。(2)以貝葉斯估計(jì)原理為基礎(chǔ),建立了無(wú)線紫外光非直視信道貝葉斯估計(jì)框架。使用聯(lián)合參數(shù)向量作為待估計(jì)的狀態(tài)量,實(shí)現(xiàn)了信道響應(yīng)系數(shù)和通信信號(hào)同步估計(jì)。本文研究了使用粒子濾波(Particle Filter,PF)算法實(shí)現(xiàn)貝葉斯估計(jì),但PF算法中的重采樣過(guò)程不適用于無(wú)線紫外光非直視信道估計(jì)過(guò)程。因此結(jié)合差分演化算法(Differential Evolution Algorithms,DEA)來(lái)改善PF算法中的粒子多樣性,得到了DE-PF信道估計(jì)算法。對(duì)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(jì)和遞歸最小二乘估計(jì)相比,優(yōu)化算法的估計(jì)信噪比提高了5dB～10dB,誤碼率降低了約1個(gè)數(shù)量級(jí)。本文針對(duì)無(wú)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(jì)算法,可以對(duì)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(duì)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(gè)數(shù) 500 個(gè)。圖 4-6 紫外光信道估計(jì) 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(guò)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(shuō)明此時(shí)只剩下了 1 種粒子，粒子多樣性完全丟失，，而 DE-PF 算法估計(jì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.1

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