论文研究-一种利用HHT消除信号短时强干扰的方法.pdf

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针对单载波宽带信号均衡难以收敛的问题,研究了一种基于子带分解与重构的宽带非线性均衡技术。综合利用复数子带滤波器组与判决反馈均衡器理论,给出了两种具有模式切换功能的宽带非线性均衡结构,基于最小均方算法推导了它们的均衡权值迭代更新公式,分析比较了两种结构在不同均衡模式下的收敛特点。仿真证明基于子带技术的宽带非线性均衡能适用于群时延较严重的信道,且比传统全频带均衡具有更好的收敛效果和更低的计算复杂度。
赵艳,万怄:一种单载波宽带信号非线性均衡技术 2012,48(5) 训练模式下,各子带内的期望信号为: d, (n)=T(n)*h, (n) (15) 各子带内的误差信号为: e(n)=d1(n)-y(n) -60 将式(14)、式(15)代入式(16)可得: 摩-901 e, (n)=T(n)*h, (n)-Wf(n)x, (n)+wb,(n). Xb, (r (17) 用e(n)同时驱动每个子带内的前向均衡器和反馈均衡器 00.10.20.3040.50.60.70.80.91.0 归一化频率 的更新。根据公式(5)可得 图5复调制滤波器组幅频响应 Wf,n+1)=wf(n)+u'x (n) 'e, (n) (18) wb, (n+D=wb, (n)+u Xb, (n).e, (n) (19) 100 110 跟踪模式下,各子带内的期望信号为 -120 d(n)=y(n)*h、n) (20) 出-130 其中f(n)为y(m)的判决信号,且: -140 (n)=∑y(n)(m)= -160 00.1020.3040.50.60.70.8091.0 归一化频率 2Ix(n)Wf, (n)-Xb (n).WD; (n)]*/, (n) 图6子带滤波器组重构误差 由于判决信号存在滤波时延,因此子带内的误差信号为: 利用平方值失真(SE)来衡量均衡的效果,其定义为 e;(m)=d(m)-y(n-△) (2 SE-ly(n)-d(n) (26) 同理,根据公式(5)可得: SE表征了均衡后的信号与期望信号的偏离程度,即输出星座 H(n+1)=Wf(m)+(n (23)图的紧凑程度。根据100次蒙特卡罗实验结果,两种子带均衡 Wb, (n+ 1=wb, (n)+u: Xb n)e, (n) (24)结构与传统全频带均衡的SE由线如图7所示。可以看出,期 如式(2)所示,通过保存一定长度的子带输出信号望分解的子带均衡结构具有更快的初始收敛速度,两种子带 y(n-1)y(-2“,1(2-2),实现了该结构跟踪模式下的均衡结构稳态误差水平接近,且性能均优于全频带均衡。仿 中非线性均衡。这一点在文献4中未得到证明。 真中釆用的复数均衡器对相偏亦具有补偿能力,图8给出了两 种子带均商结构与全獗带均商的输出相位收敛曲线。由图8中 从上述推导可以得出如下结论:(1)训练模式下,基于期 可知,子带均衡的输出相位曲线具有更快的收敛速度和更小 望分解的结构性能优于基于误差分解的结构。前者可以没有 的稳态误差。理论证明均衡算法的收敛速度与均衡器输入信 时延的同时更新各子带内前向均街器和反馈均衡器,而后者号的特征值发散程度有关叫。子带分割可以对信号起到白化 前向均衡器存在更新时延,减小了均衡的收敛速度。(2)跟踪的效果,使得每个子带输入信号相关矩阵的特征值发散程度 模式下,两者前向均衡器都存在相同的更新时延,收敛性能比减小,因此加快了子带均衡算法的收敛速度。 较接近。 期望分解结构 3仿真及性能分析 误差分解结构 全频带均衡「 在卫星通信中,线性群时延失真是影响系统性能的主要 因素。仿真采用图4所示的512阶群时延信道,其对应的相位 16 响应曲线为抛物线。仿真信号为QPSK调制,带宽为300MHz, 接收信噪比SNR=15dB,4倍采样。 00.51.01.52.02.53.03.5 Normalized frequency: 0 迭代次数 10 Group delay( in samples): 516.709 2 图7均衡SE收敛曲线比较 14 512 起510 #t 509 Normalized frequency: 1.00 608 Group delay( in samples ) 507.3056-nu 進-5 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0 期望分解结构 归一化频率/(nad· sample") 10 误差分解结构 图4仿真信道群时延特性 全频带均衡 设计如下参数的子带滤波器组:K=8、Ln=128、M=K2=4, 0.5 1.0 1.5 2.0 53.03 迭代次数 ×104 其幅频响应如图5所示。该子带滤波器组过渡带比较窄,阻带 图8均衡相位收敛曲线比较 衰减基本在-90dB以下。其对应的子带系统的重构误差E如 仿真实验中,期望分解的」带均衡、误差分解的子带均衡 图6所示,大约都在-100dB以下,重构误差很小,可以忽略。与全频带均衡所使用的均衡器前向阶数与反馈阶数分别为 E,=TD (下转142页)

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