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盲均衡技术及其在水声通信系统中的应用研究

武明西  
【摘要】: 水声信道多途传播效应产生的码间干扰是制约水声通信系统性能的主要原因,均衡技术是克服码间干扰行之有效的方法。传统自适应均衡技术由于要发送训练序列,通信效率较低,而盲均衡技术无需训练序列,仅利用接收序列就能均衡信道特性、补偿码间干扰,极大地提高通信质量。因此,本论文主要研究盲均衡技术在水声通信系统中的应用。 本论文的研究工作主要分为两个部分:盲均衡算法的研究和算法验证平台软硬件的研制。 盲均衡算法的主要研究内容有:结合盲均衡的数学模型,论述了Bussgang类盲均衡算法的原理。分析了初始权值和学习步长对恒模算法(CMA算法)的影响,就其制约因素提出改进措施,将变步长理论用于CMA算法,并仿真分析其收敛性能。 算法验证平台硬件的研制工作主要包括:认真分析系统需求,提出设计思路和解决方案。系统硬件包含模拟和数字两大部分,中间用线性光耦隔离,以免抗噪声强的数字部分影响对噪声敏感的模拟部分。数字部分以数字信号处理器(DSP)为核心,以现场可编程门阵列(FPGA)为逻辑控制,配有数据存储器、数模转换器和模数转换器等。数据存储器选用NAND FLASH,并通过乒乓缓存的方法提高访问时的数据吞吐量。 所研制的算法验证平台经过实验室测试和湖上实验,均验证了本系统的稳定性和可靠性,以及盲均衡算法的有效性。


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