基于分集技术的正交小波盲均衡算法

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如何在带宽受限的水声信道中获得高速率、高质量的数据传输,是目前水声通信领域的研究热点。盲均衡技术由于不需要训练序列,有效地节省了水声信道的带宽,提高了传输效率。小波变换的引入大大减小了输入信号的自相关性,提高了均衡器的性能,但并未考虑水声信道中多径衰落特性带来的影响。本文在正交小波变换盲均衡算法的基础上,将分集技术引入,针对水声信道盲均衡算法中存在的各类问题,提出一系列基于分集技术的正交小波盲均衡算法,并通过理论分析和计算机仿真对这些算法的性能进行了验证。主要研究内容包括以下几个方面:   1.提出了基于空间分集的正交小波盲均衡算法,针对单信道正交小波常数算法(WT-CMA)的缺陷,在分析空间分集技术和分数间隔均衡器的基础上,提出基于空间分集的正交小波分数间隔盲均衡算法(SD-WT-FSE)。该算法用分数间隔来避免因欠采样引起的频谱混叠,利用空间分集技术降低水声信道多径衰落的影响,有效地提高了正交小波盲均衡器的性能。   2.提出了基于时间分集的正交小波联合盲均衡算法,针对传统正交小波常数模算法(WT-CMA)的缺陷,包括常数模算法(CMA)误差函数的不对称性以及无法纠正相位旋转的问题,提出基于时间分集的正交小波联合盲均衡算法(WT-CTDE)。该算法在正交小波常数模算法的基础上,用双曲正切常数算法(HCMA)代替传统常数模算法(CMA),并结合DD算法,数字锁相环技术(PLL)及时间分集技术,有效地加快了算法的收敛速度,减小了稳态误差,并克服了由多普勒效应引起的相位旋转。   3.提出了基于频率分集的自优化正交小波盲均衡算法,为了克服传统多输入判决反馈均衡器(MI-DFE)的缺陷,将频率分集与正交小波变换分数间隔盲均衡算法相结合(WT-FF),在此基础上,通过对WT-FF分别采用先合并后判决和先判决后合并的两种方式,提出了两种盲均衡算法,分别为正交小波分数间隔频率分集合并判决盲均衡算法(WT-FF-CDFE-CMA)和正交小波分数间隔频率分集判决合并盲均衡算法(WT-FF-DFCE-RLS),并在第二种算法中推导了盲RLS算法。分别以WT-FF-CDFE-CMA和WT-FF-DFCE-RLS作为启动模式和跟踪模式,构成了基于频率分集的正交小波变换自优化盲均衡算法(WT-FF-SOC),该算法具有良好的收敛性能和较小的稳态误差。   4.提出了基于联合合并的时空分集频域正交小波盲均衡算法,利用FFT技术和重叠保留算法,实现了频域小波常数模算法(FWTCMA)。在时间分集和空间分集的基础上,提出联合合并的时空分集技术,并将此技术应用于单信道频域小波常数模算法(FWTCMA)算法中,从而,提出了基于联合和并的时空分集频域正交小波盲均衡算法(JCTSD-FWTCMA),该算法利用时空分集克服水声信道多径衰落的影响,利用联合合并克服采用单一合并的不足,利用频域算法减小正交小波变换的计算量,该算法有效地提高了正交小波变换盲均衡器的性能和可实现性。
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