基于子带分解的信道均衡研究

论文摘要

信道均衡是改善通信系统性能,提高通信质量的一个极其重要的环节。使用信道均衡技术,可以有效消除码间干扰(ISI)带来的影响。自从Lucky提出自适应算法思想以来,很多学者对自适应算法进行了深入和系统地研究,取得了许多研究成果。尤其是Widrow等人提出的最小均方误差(LMS)算法,更是成为了一种经典算法,也成为了衡量其它自适应算法优劣的基准。LMS算法以其算法简单,易于实现等优点被广泛应用于信道均衡等各个领域。随着数据传输速率的提高,传输信号的带宽也不断增大。如果在整个频段内一次性实现信道均衡,要求信道均衡器的抽头系数较多,这在很大程度上降低了均衡器权系数的更新速率,而且信道频谱起伏变化比较大时,又会进一步降低算法的收敛速率。上述两个原因,使得LMS算法收敛速率变慢,性能降低。因此,提高LMS算法的收敛速率成为现代通信系统中一个亟待解决的问题。本文使用单载波传输体制,以提高基于LMS算法的均衡器收敛速率为目标,对基于子带的信道均衡技术进行分析和研究。使用多速率滤波器组实现对全频带信号的分解,利用子带分解的预白化作用,使各子带支路信号的自相关矩阵特征值扩散度得到有效降低。然后对各子带支路信号分别进行均衡,实现均衡滤波器权系数快速更新的目的。本文的主要工作是:1)介绍采用LMS算法的线性均衡器,分析影响LMS算法收敛速率的主要因素,以此入手,解决LMS算法收敛速率低的问题。2)介绍基于均匀子带分解的自适应滤波器,对基于均匀子带分解的均衡器性能进行了分析,指出均匀子带分解的优劣。3)介绍非均匀子带分解的策略,并对这几种分解策略进行比较,提出一种基于设定阈值的子带分解策略。并使用这种分解策略对全频带信号进行分解,实现子带分解,避免子带的不必要分解,然后分别在各子带支路进行自适应均衡,消除码间干扰,改善通信系统的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景及意义
• 1.2.1 信道自适应均衡技术的发展
• 1.2.2 自适应均衡技术的实现及其基本结构
• 1.2.3 传统均衡技术遇到的问题及应对方案
• 1.3 论文主要研究工作和创新点
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 基于多速率信号处理的子带自适应滤波器
• 2.1 多速率信号处理原理
• 2.1.1 多速率采样的基本概念
• 2.1.2 多速率信号处理的基本环节
• 2.1.3 基于多速率信号处理的滤波器组结构
• 2.1.4 完全重构滤波器组
• 2.2 子带LMS 自适应滤波器
• 2.2.1 基本结构
• 2.2.2 子带LMS 自适应滤波介绍
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于均匀子带分解的线性自适应均衡器
• 3.1 最小均方算法（LMS 算法）
• 3.1.1 LMS 算法介绍
• 3.1.2 LMS 算法的收敛性
• 3.1.3 影响LMS 算法收敛速率的因素
• 3.1.4 LMS 自适应算法的均衡仿真
• 3.2 基于二通道子带分解的线性自适应均衡器
• 3.2.1 基本思想
• 3.2.2 基本结构
• 3.2.3 性能分析
• 3.3 采用均匀子带分解结构的线性自适应均衡器
• 3.3.1 基本思想
• 3.3.2 基本结构
• 3.3.3 性能分析
• 3.3.4 均匀子带分解的局限性
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于非均匀子带分解的线性自适应均衡器
• 4.1 非均匀子带分解策略分析
• 4.2 基于相邻子带合并思想的非均匀子带分解方法
• 4.2.1 基本思想
• 4.2.2 均衡滤波器基本结构
• 4.3 基于频谱搬移的非均匀子带分解方法
• 4.4 基于阈值思想的非均匀子带分解方法
• 4.4.1 基本思想
• 4.4.2 基本结构
• 4.4.3 完全重构滤波器组设计
• 4.4.4 仿真实验和结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果