Bussgang盲均衡算法研究

论文摘要

有限带宽通信信道的失真和畸变引起的码间干扰（ISI, Inter-symbol Interference）和信道间干扰（ICI, Inter-channel Interference）是影响通信质量的重要因素。研究有效的信道均衡技术对消除这些影响具有理论和实际应用价值。盲均衡技术是一种不借助于训练序列,仅利用接收序列本身的先验信息来均衡信道特性,使其输出序列尽量逼近发送序列的新兴自适应均衡技术,该技术也是现代通信领域研究热点和难点。本文对盲均衡的产生背景、发展历史、研究现状及其研究意义进行了综述。在分析盲均衡的原理、分类和结构的基础上,采用最优化理论,深入研究了盲均衡的基本算法。首先探讨了Bussgang类盲均衡算法的基本原理和性质。详细分析了常数模算法（CMA, Constant Modulus Algorithm）,在进行计算机仿真的基础上,分析了制约其收敛性能进一步提高的主要因素。研究了新的变步长常数模盲均衡算法,理论分析与计算机仿真试验均表明,新算法缓解了传统常数模算法中由于采用固定步长而造成的收敛速度与收敛精度之间的矛盾。常数模算法（CMA）会对正交幅度调制（QAM, Quadrature Amplitude Modulation）信号产生较大误判,针对这一现象,本文研究了常数模算法（CMA）与判决导引算法（DD, Decision Directed）相结合的双模式盲均衡算法。并对CMA+DD算法进行改进,提出了泄漏CMA+DD算法与动量CMA+DD算法,计算机仿真结果表明,改进算法的收敛性能优于CMA+DD算法。本文最后重点研究了具有相位校正能力的盲均衡算法,深入研究与分析了一种新的具有相位校正能力的双模式盲均衡算法—dual-mode MCMA+DD算法,通过计算机仿真比较,表明该算法的收敛性能最好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 传统信道均衡及其缺陷
• 1.1.2 盲均衡的提出
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 基于Bussgang 性质的盲均衡算法
• 1.2.2 基于高阶谱理论的盲均衡算法
• 1.2.3 基于神经网络理论的盲均衡算法
• 1.2.4 基于信号检测理论的盲均衡算法
• 1.3 论文的主要内容安排
• 第二章 最优化理论与方法
• 2.1 无约束优化
• 2.1.1 一维搜索
• 2.1.2 收敛速度
• 2.1.3 最速下降法
• 2.1.4 牛顿法
• 2.2 有约束优化
• 2.2.1 罚函数
• 2.2.2 简单罚函数
• 2.3 本章小结
• 第三章 盲均衡的基本原理
• 3.1 盲均衡的基本原理
• 3.2 盲均衡器的分类和结构
• 3.2.1 盲均衡器的分类
• 3.2.2 盲均衡器的结构
• 3.3 盲均衡采用的基本算法
• 3.3.1 最小均方算法（LMS）
• 3.3.2 递归最小二乘算法（RLS）
• 3.3.3 衡量算法收敛的性能指标
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于BUSSGANG 性质的盲均衡算法研究
• 4.1 基于BUSSGANG 性质的盲均衡算法原理
• 4.1.1 Bussgang 过程定义
• 4.1.2 基于Bussgang 性质盲均衡器的原理
• 4.2 BUSSGANG 性质盲均衡算法
• 4.2.1 DD 算法
• 4.2.2 Sato 算法
• 4.2.3 Godard 算法
• 4.3 常数模算法（CMA）
• 4.3.1 常数模算法概念
• 4.3.2 常数模算法介绍及仿真分析
• 4.3.3 常数模算法收敛性能的分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于变步长的常数模盲均衡算法
• 5.1 修正的CMA 算法
• 5.1.1 泄漏CMA 算法
• 5.1.2 动量CMA 算法
• 5.2 基于瑞利分布变步长的常数模盲均衡算法
• 5.2.1 常数模算法中剩余误差分析
• 5.2.2 瑞利分布变步长
• 5.2.3 性能分析
• 5.2.4 性能仿真
• 5.3 基于峭度变步长的常数模盲均衡算法
• 5.3.1 算法原理
• 5.3.2 性能仿真
• 5.4 本章小结
• 第六章 双模式盲均衡算法
• 6.1 基于CMA+DD 双模式盲均衡及其改进算法
• 6.1.1 判决域的确立
• 6.1.2 双模式盲均衡算法设计方案
• 6.1.3 基于CMA+DD 双模式盲均衡
• 6.1.4 基于泄漏CMA+DD 双模式盲均衡
• 6.1.5 基于动量CMA+DD 双模式盲均衡
• 6.2 具有相位校正能力的双模式盲均衡算法
• 6.2.1 修正常数模算法（MCMA）
• 6.2.2 Dual-Mode MCMA 算法
• 6.2.3 基于Dual-Mode MCMA+DD 双模式盲均衡
• 6.2.4 仿真实验与分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢