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高阶QAM信号的盲均衡方法研究

丛文胜  
【摘要】:降低码间干扰(Intersymbol Interference,ISI)对大容量、高速率通信至关重要。盲均衡在无需周期性发送训练序列的前提下可有效降低ISI,已成为解调系统设计中的一项关键技术。正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)信号幅度和相位同时承载信息,具有频带利用率高的优势。为了获得更高的信道容量,QAM信号的阶数越来越高,星座图越来越密集,传统的盲均衡算法不能有效的解决高阶QAM信号的盲均衡问题,因此研究高阶QAM信号的盲均衡算法有着重要的实际应用价值。Bussgang类算法是目前最为经典的盲均衡算法,但针对高阶QAM信号,普遍存在收敛速度慢、稳态误差大的缺点。本文在分析经典Bussgang类盲均衡算法的基础上,针对高阶QAM信号,较为系统和深入地研究了串行和并行两种双模式解决方案,并针对十字形QAM信号星座图的特点,对β多模算法(β-Multimodulus Algorithm,βMMA)进行了相应的改进,使其适用于高阶十字形QAM信号的盲均衡。论文主要工作如下。(1)在深入研究新型的区域多模算法(Regional Multimodulus Algorithm,RMA)的基础上,利用其优秀的处理高阶QAM信号的能力,并结合传统的多模算法(Multimodulus Algorithm,MMA),构造了一种新型的串行双模式盲均衡方案。其中,第一模式选用MMA,第二模式则将通常选用的判决引导(Direct Decision,DD)算法替换为RMA,串行MMA-RMA双模式盲均衡方案不仅具有解决高阶QAM信号的能力,而且为双模式方案第二种模式算法的选则提供了一种新的思路。仿真实验结果表明:MMA-RMA解决了RMA自适应性差、收敛速度慢等缺陷,相比于传统的双模式方案,具有均衡1024阶及更高阶QAM信号的能力。(2)针对串行双模式盲均衡方案中两种算法之间的切换方式复杂,计算量大的缺点,考虑到并行双模式盲均衡方案无需算法之间的切换,计算量相对较小的特点。本文在串行MMA-RMA的基础上,进一步提出了并行MMA-RMA双模式盲均衡方案。此外,为进一步提升算法对高阶QAM信号的处理能力,基于βMMA,提出了一种新型的并行βMMA-DD双模式盲均衡方案。仿真实验表明,两种并行双模式方案相比于串行双模式方案,收敛速度更快、稳态误差更低。(3)在深入研究十字形QAM信号星座图的基础上,针对其特点对βMMA进行了改进,并进一步构造了基于改进βMMA的并行βMMA-DD双模式盲均衡方案,使其能够解决高阶十字形QAM信号的盲均衡问题。


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