常模算法及其应用研究

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随着移动通信技术的迅猛发展,未来移动通信的速率(4G)将达100Mbps甚至1000Mbps。如何在合理的信噪比条件下保证业务质量、支持高速移动条件下数据传输,逐渐成为通信与信息科学技术界研究的热点。在无线通信系统中,接收质量决定了整个系统的性能,因此关于无线信道的均衡与辨识技术一直是热点研究领域。一般所采用的自适应均衡技术,借助于训练序列来抑制接收信号中码间干扰等各种影响。然而,训练序列的周期性重复发送,降低了信号传输的有效速率。由此,无需训练序列的盲信号均衡,作为一种能够提高传输有效速率、频谱利用率的可靠方案,引起了学界的广泛关注。在众多盲信号均衡技术中,常数模均衡因具有稳定的收敛特性和较低的算法复杂度,被广为采用。本文即研究常数模均衡算法性质,并展示其在无线通信环境中的应用。   论文共分为六章,第一章给出了论文的研究背景、自适应盲均衡的发展、常数模均衡算法的研究现状以及本论文的主要研究内容。   论文第二章介绍了论文中涉及到的信道建模,提出了多径非相关瑞利信道模型。   论文第三章研究了常数模均衡中存在的相位偏移问题。首先描述了常数模均衡产生相位偏移的原因,之后介绍几种已有的改进方案:改进后的常数模均衡、针对正交幅度调制(QAM,Quadrature Amplitude Modulation)信号的常数模均衡和差分编码。经过分析比较,揭示了这几种方法的不足之处,并提出基于多滞后高阶瞬时量的编码方法,用以解决无线信道中存在的常相位偏移和多普勒频移的影响。此外,所提方案同样能够纠正QAM信号均衡中存在的相位偏移。之后,还提出了一种适用于不同相位调制类型信号的常数模均衡器,称之为全适应常数模均衡器。该均衡器能够在发送端信号调制类型未知的全盲情况下,自适应检测出信号调制类型,并且能跟踪捕获调制类型的变化,根据检测得到的调制类型,进一步消除均衡信号中存在的相位偏移。为常数模均衡在复杂通信系统中的应用提供了一种参考方案。   论文第四章着眼于常数模均衡在码分多址(CDMA,Code Division MultipleAccess)系统中的误差性能分析。首先介绍了CDMA多用户检测中,基于统计梯度下降算法的线性受限常数模均衡的误差性能。为了得到收敛速度更快的常数模盲均衡器,提出将递归最小二乘算法引入线性受限常数模均衡中,得到递归最小二乘线性受限常数模盲均衡方案,并分析得到该方案在稳态和时变信道环境下的误差性能表达式。经过和已有的基于统计梯度下降算法的线性受限常数模均衡误差性能表达式相比较,又得到了两种方案中遗忘因子和步长因子的解析关系,根据此解析关系,可以得到结论:在相同的误差性能前提条件下,基于递归最小二乘算法的线性受限常数模盲均衡器确实具有更为理想的收敛速度。   论文第氕章研究了单载波系统中的宵均衡和盲辨识。首先利用能量守恒定理,提出了常数模算法在频域中的应用方案,和已有的常数模时域均衡相比,频域常模均衡器计算复杂度低,且误码率性能没有损失。之后,研究了单载波系统中采用子空间分解方法进行信道盲辨识的问题。提出了一种只需要少量接收数据就可以进行子空间信道辨识的方法,为跟踪时变信道提供了有效的参考方案。   论文第六章为全文总结,并对可以进一步研究的问题进行了讨论。
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