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基于多通道接收的短波信道盲均衡算法研究

薛江  
【摘要】:短波通信中,多径传播产生的衰落问题会在接收端产生严重码间干扰(Inter-symbolInterference, ISI),严重影响通信质量。众所周知,分集技术是克服衰落的有效手段。论文立足现有接收阵地和设备的前提下(即接收阵元随机分布的情况下),致力于基于多通道接收的短波信道盲均衡算法研究。通过课题研究,在非合作接收环境中:一方面可以通过接收方主动分集实现多通道接收,发挥分集效果克服衰落影响;另一方面可以补偿接收端码间干扰,有效恢复信号;第三提高小观测数据条件下的盲均衡能力,以应对短波突发信号。 本文主要工作及创新点如下: 1.针对频率色散信道中,一般分集合并技术难以发挥分集效果的问题,提出基于MMSE准则的分集合并盲均衡算法。该算法原理是将支路信号的合并权值和均衡器系数统一合并于基于MMSE准则的盲均衡算法。同时,重点分析讨论了基于MMSE准则的线性分集合并盲均衡算法和判决反馈分集盲均衡算法具有不受支路信号间相位差影响的特点和对支路信号间延迟具有很好鲁棒性的特点。 2.基于二阶统计量的SIMO系统盲均衡算法普遍受信道阶数估计影响,针对此情况提出了不受信道阶数估计影响的直接盲均衡算法。该算法是通过构造一个新的二阶统计量回避了算法对信道阶数估计值的直接或间接依赖。提出的算法不受信道阶数估计影响,对不同调制方式信号都具有很好的均衡效果,可以有效应用于复杂短波信道。 3.一般SIMO系统盲均衡算法都受制于“子信道互质”条件,针对此问题提出了适用于含公共零点信道的盲均衡算法。一是通过建立含公共零点SIMO系统模型,提出了可以用IIR (Infinite Impulse Response)盲均衡算法进行该系统均衡的可行性方案;二是根据研究结果提出了一种Two-Step IIR盲均衡算法,可以对含公共零点信道中的不同调制方式信号进行有效盲均衡。 4.针对短波突发信号,利用优化方法的半正定规划(Semi-definite Programming, SDP)可以在有限观测数据条件下进行盲均衡,实现盲序列检测。但是该方法研究有限,仅限于BPSK/4QAM等星座图样简单的常模信号。本文通过BPSK/4QAM的半正定规划盲序列检测过程,归纳总结出利用半正定规划进行盲序列检测的一般方法和步骤。根据研究结论,通过引入中间矩阵和适当半正定松驰提出了非常模MPAM/MQAM信号的半正定规划盲序列检测方法。同时,引入一种新的半正定规划求解工具cvx,该工具接口简单、应用方便可以有效实现半正定规划求解。


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