短波数字通信中的自适应均衡技术的研究
摘要
短波多年来广泛应用在各种通信领域中，但是其传输过程中，由于多径效应引起的码间干扰，经常导致误码接收，使传输质量下降。用自适应均衡技术消除码间干扰是目前常用的方法，也是各国学者和研究人员的热门话题。随着通信技术的不断发展，目前接收机中的均衡器越来越多的采用自适应均衡器。为了满足高速数据传输的要求，具备在严重畸变信道上有较好的抗噪声性能，可采用非线性均衡器。短波数传信号的响应变动速度很快，这就对均衡器提出更高的要求：无论是最小相位还是非最小相位的情况都能处理以及跟踪性能要好。
本文对均衡器的各种结构和算法进行了比较详细的讨论和分析，对各种均衡器的特性作了比较。这些分析和比较对实际应用有一定的指导作用。提出了一种RLS结合型均衡算法，说明了算法的可行性，并且对其特性和传统RLS算法进行了比较和分析。然后把一种新型判决反馈均衡算法SEWRLS应用在判决反馈均衡器中，由于SEWRLS算法性能优良，此处把它和判决反馈均衡器结合，使两者的性能都有很大的改善；最后对一种盲均衡算法进行了讨论，对其抽头系数的变化规律作了比较和分析。经比较这三种均衡器都可应用在短波通信中。
Shot-wave can be used in many fields of the communication. But the intersymbol interference(ISI) caused by multipath causes bit errors at the receiver. ISI has been recognized as the major obstacle to high speed data transmission over shotwave channels. Now Equalization is a very effective technique used to combat intersymbol interference. With the development of the communication, now the equalizer in the receiver is often the adaptive equalizer. In order to adapt to high speed data transportation, we often use the nonlinear adaptive equalizer. The faster the date respond changes the better character and convergence speed the equalizer should have.
This paper analysis and discuss the structures and the algorithms of the equalizer. Compare the characteristics of the different equalizer. Here
proposes a new adaptive equalization algorithm----the combined RLS
algorithm. According to the mixed sliding exponential window recursive squares(SEWRLS) algorithm, proposes an adaptive decision equalizer (ADFE). And at last, simulate a new constant modulus blind equalization algorithm with adaptive adjusting the dispersion constant is proposed in this contribution.
本文对均衡器的各种结构和算法进行了比较详细的讨论和分析，对各种均衡器的特性作了比较。这些分析和比较对实际应用有一定的指导作用。提出了一种RLS结合型均衡算法，说明了算法的可行性，并且对其特性和传统RLS算法进行了比较和分析。然后把一种新型判决反馈均衡算法SEWRLS应用在判决反馈均衡器中，由于SEWRLS算法性能优良，此处把它和判决反馈均衡器结合，使两者的性能都有很大的改善；最后对一种盲均衡算法进行了讨论，对其抽头系数的变化规律作了比较和分析。经比较这三种均衡器都可应用在短波通信中。
Shot-wave can be used in many fields of the communication. But the intersymbol interference(ISI) caused by multipath causes bit errors at the receiver. ISI has been recognized as the major obstacle to high speed data transmission over shotwave channels. Now Equalization is a very effective technique used to combat intersymbol interference. With the development of the communication, now the equalizer in the receiver is often the adaptive equalizer. In order to adapt to high speed data transportation, we often use the nonlinear adaptive equalizer. The faster the date respond changes the better character and convergence speed the equalizer should have.
This paper analysis and discuss the structures and the algorithms of the equalizer. Compare the characteristics of the different equalizer. Here
proposes a new adaptive equalization algorithm----the combined RLS
algorithm. According to the mixed sliding exponential window recursive squares(SEWRLS) algorithm, proposes an adaptive decision equalizer (ADFE). And at last, simulate a new constant modulus blind equalization algorithm with adaptive adjusting the dispersion constant is proposed in this contribution.
引文
[1]杨留请、张闽申、徐菊英编著，数字移动通信系统，人民邮电出版社，第一版，1995年5月。
[2]垄耀寰编，自适应滤波，电子工业出版社，第一版，1989年4月。
[3]john G prokis著，齐怀亮、汪仲仙、张新政、吴秀珍译，数字通信，电子工业出版社，第一版，1998年10月。
[4]绍军力、杨心强、钱水春编，数据通信技术基础，成都电讯工程学院出版社，第一版，1988年10月。
[5]陈炳和编著，随机信号处理，国防工业出版社，第一版，1996年。
[6]樊昌信、詹道庸、徐炳祥、吴成柯著，通信原理，国防工业出版社，第四版，1995年10月。
[7]程佩青编著，数字信号处理教程，清华大学出版社，第二版，1995年8月。
[8]张宜华编写，史惠康审校，精通MATLAB5,清华大学出版社，第一版，1999年6月。
[9]王立宁、乐光新、詹菲编著，MATLAB与通信仿真，人民邮电出版社，第一版，2000年1月。
[10]姚庆栋等编，数字无线传输，浙江大学出版社，第一版，1990年6月。
[11]李乐民等编，数字传输设备中的均衡器，人民邮电出版社，第一版，1989年7月。
[12]沈琪琪、朱德生编，短波通信，西安电子科技大学出版社，第一版，1989年12月。
[13]陈尚勤、李晓峰，快速自适应信息处理，人民邮电出版社，第一版，1993年。
[14]张贤达、保铮著，通信信号处理，国防工业出版社，第一版，2000年12月。
[15]Theodore S. Rappaport著，蔡涛、李旭、杜振民译，无线通信原理与应用，电子工业出版社，第一版，2001年4月。
[16]周诠，一种新型自适应均衡算法—RLS结合型算法，通信学报，1999年3月，34-37。
[17]刘涵宇、何振亚，一种具有优良跟踪性能的自适应判决反馈均衡器，通信学报，第13卷第6期，107-111。
[18]刘涵宇、何振亚，滑动指数窗递归最小二乘自适应滤波算法，电路与系统学报，1992年第六期。
[19]何平，一种适用于MPSK调制的混合型盲均衡算法，通信学报，Vol．16 No．2，March 1995
[20]于晓晗、张树京、黄绣坤，一种块形卡尔曼快速均衡的简化算法，通信学报，Vol．10 No．5，May 1989
[21]张永生、李道本，多径衰落信道的Volterra自适应预测，通信学报，Vol．18 No．10，Oct 1997
[22]贾建华、孙桐升，一种新的常系数盲自适应数字均衡器，通信技术，总第96期，16～19。
[23]曹仲达、王尤翠，数字移动通信中的自适应均衡技术，通信技术，总第97期，24～29
[24]陈文革、熊兆飞、黄铁侠，TCM数据传输系统的自适应均衡，通信技术，总第88期，14～19
[25]樊龙飞、查光明、黄顺吉，一种混合型盲均衡算法，信号处理，Vol．14．No．1 Mar．1998
[26]樊龙飞、查光明、黄顺吉，关于CMA盲均衡算法的稳态剩余误差的研究，信号处理，Vol．14．No4 Des．1998．
[27]G. Picchi, G. Prati, "Blind Equalization and Carrier Recovery Using a 'Stop-and-Go' Decision-Directed Algorithm", IEEE Trans., Vol. COM-35,No. 11, Sept., 1987, pp. 877.
[28]"New processing technique based on the CMA", IEEE Trans., Vol-ASSP-33,1985, pp420
[29]"Self recovering equalization and carrier tracking in two-dimensional data communication systems", IEEE Trans., Vol-COM-28, Nov., 1980, ppo1875.
[30]"The constant modulus array for cochannel signal copy and direction finding", IEEE Trans., Vol-sp-44, 1996, pp652.
[31]Godard D. Self-recovering equalization and carrier-tracking in two-dimensional data communication systems. IEEE Trans. Commun., 1980,COM-28:1867-1875.
[32]Jose Apolinario, Jr., Marcello L.R. Campos, and Paulo S.R. Diniz, "Convergence Analysis of the Binormalized Data-Reusing LMS Algorithm",IEEE Trans., Vol.48, No. 11, Nov 2000.
[33]Sylvie Marcos, "A Network of Adaptive Kalman Filters for Data Channel Equalization", IEEE Trans., Vol. 48., No. 9, Sep 2000.
[34]B. Farhang-Boroujeny, Kheong Sann Chan, "Analysis of the Frequency-Domain Block LMS Algorithm", IEEE Trans., Vol. 48, No. 8, Aug 2000.
[35]Yung-Fang Chen and Micheal D. Zoltowski, "Blind RLS Based Space-Time Adaptive 2-D RAKE Receivers for DS-CDMA Communication Systems",
[36]Boaz Rafaely, Stephen J. Elliott, "A Computationally Efficient Frequency-Domain LMS Algorithm with Constraints on the Adaptive Filter", IEEE Trans., Vol. 48, NO. 6, June 2000.
[37]Sylvie Perreau, Langford B. White, and Pierre Duhamel, "A Blind Decision Feedback Equalizer Incorporating Fixed Lag Smoothing", IEEE Trans., Vol. 48, No. 5, May 2000.
[38]Alexei Gorokhov, "Blind Equalization in SIMO OFDM Systems with Frequency Domain Spreading", IEEE Trans., Vol. 48, No. 12, Dec 2000.
[2]垄耀寰编，自适应滤波，电子工业出版社，第一版，1989年4月。
[3]john G prokis著，齐怀亮、汪仲仙、张新政、吴秀珍译，数字通信，电子工业出版社，第一版，1998年10月。
[4]绍军力、杨心强、钱水春编，数据通信技术基础，成都电讯工程学院出版社，第一版，1988年10月。
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[6]樊昌信、詹道庸、徐炳祥、吴成柯著，通信原理，国防工业出版社，第四版，1995年10月。
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[16]周诠，一种新型自适应均衡算法—RLS结合型算法，通信学报，1999年3月，34-37。
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[19]何平，一种适用于MPSK调制的混合型盲均衡算法，通信学报，Vol．16 No．2，March 1995
[20]于晓晗、张树京、黄绣坤，一种块形卡尔曼快速均衡的简化算法，通信学报，Vol．10 No．5，May 1989
[21]张永生、李道本，多径衰落信道的Volterra自适应预测，通信学报，Vol．18 No．10，Oct 1997
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[24]陈文革、熊兆飞、黄铁侠，TCM数据传输系统的自适应均衡，通信技术，总第88期，14～19
[25]樊龙飞、查光明、黄顺吉，一种混合型盲均衡算法，信号处理，Vol．14．No．1 Mar．1998
[26]樊龙飞、查光明、黄顺吉，关于CMA盲均衡算法的稳态剩余误差的研究，信号处理，Vol．14．No4 Des．1998．
[27]G. Picchi, G. Prati, "Blind Equalization and Carrier Recovery Using a 'Stop-and-Go' Decision-Directed Algorithm", IEEE Trans., Vol. COM-35,No. 11, Sept., 1987, pp. 877.
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[33]Sylvie Marcos, "A Network of Adaptive Kalman Filters for Data Channel Equalization", IEEE Trans., Vol. 48., No. 9, Sep 2000.
[34]B. Farhang-Boroujeny, Kheong Sann Chan, "Analysis of the Frequency-Domain Block LMS Algorithm", IEEE Trans., Vol. 48, No. 8, Aug 2000.
[35]Yung-Fang Chen and Micheal D. Zoltowski, "Blind RLS Based Space-Time Adaptive 2-D RAKE Receivers for DS-CDMA Communication Systems",
[36]Boaz Rafaely, Stephen J. Elliott, "A Computationally Efficient Frequency-Domain LMS Algorithm with Constraints on the Adaptive Filter", IEEE Trans., Vol. 48, NO. 6, June 2000.
[37]Sylvie Perreau, Langford B. White, and Pierre Duhamel, "A Blind Decision Feedback Equalizer Incorporating Fixed Lag Smoothing", IEEE Trans., Vol. 48, No. 5, May 2000.
[38]Alexei Gorokhov, "Blind Equalization in SIMO OFDM Systems with Frequency Domain Spreading", IEEE Trans., Vol. 48, No. 12, Dec 2000.