基于信道估计的改进单载波频域块lms算法研究

《基于信道估计的改进单载波频域块lms算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于信道估计的改进单载波频域块LMS算法研究1引言在现代通信系统中，由于多径效应引起码间干扰，多径时延扩展到数十到数百个符号，从而导致接收信号的波形失真引起误码。均衡是现代通信中广泛采用的消除码间干扰，减小系统的误码率的一种常用技术。它是将接收机的均衡器产生与信道相反的特性，用来抵消由信道时变多径传播特性引起的码间干扰（ISI）。在对抗多径衰落信道方面，基本的传输技术可以分为单载波和多载波两大类。在多载波技术中，典型代表是正交频分复用（OFDM）技术，它通过IFFT（快速傅立叶反变换）变换将原始的数据符号调制到正交的子载波上，频谱利用率高，系统复杂度较低。但对定时误差和载波同步比较

2、敏感，峰均功率比（PAPR）较大。单载波系统时域均衡的方式是利用波形补偿的方法将失真的波形直接加以校正，如线性均衡（LE）和判决反馈均衡（DFE）。单载波时域均衡技术已经在有线和无线通信中得到广泛的应用，但是时域均衡器复杂度与信道最大时延扩展成正比，时延扩展越大，需要的抽头阶数越高，因此增加了实现难度[1].单载波频域均衡在接收端使用FFT（快速傅立叶变换）变换对数据块进行处理，大大降低了接收端的复杂性，提高了系统效率，常见的有线性均衡，频时混合的判决反馈均衡，频域块最小均方等算法。由于SC-FDE在系统的初始化启动过程中收敛速度较慢，因此本文将通过引入基于滑动相关的信道估计的算法

3、的改进来提高收敛速度，来使系统更快达到稳定性，使用仿真分析和实际应用来验证改进算法的特性。2单载波频域均衡算法原理单载波频域系统如图1所示。在发射端，输入数据经过映射（4QAM或16QAM等方式）后，加上帧头（PN序列）组成帧，然后经过信道发出。在接收端，去掉帧头，通过FFT和IFFT变换来实现频域均衡，再通过对信号进行解映射，最后输出数据。单载波频域均衡是基于把接收的数字信号按块在频域进行处理，运用信号处理中时域卷积等价于频域相乘的原理，并充分利用成熟的（快速傅立叶变换）FFT算法，降低系统的复杂度，提高均衡器的收敛速度。这里频域均衡部分采用频域块最小均方（FBLMS）算法[3]

4、.由于FBLMS算法中已经使用LMS作为自适应更新的方式，传统方法一般是将抽头系数的初始值一般设为1,再用盲均衡算法如启停算法（SAG），恒模算法（CMA）[4]的方法来进行启动。盲均衡算法是作为训练模式和判决模式的补充手段，利用数据本身的特性来恢复发送的原始数据。但是存在启动速度慢，在某些恶劣的信道条件下甚至无法很好的正常工作的缺点。因此提出引入信道估计的改进算法来改善这一情况。3信道估计算法利用发送数据的已知帧头数据，用信道估计的方法求得一个初始值赋值给均衡器的抽头系数。由于信道估计值已经包含了一部分正确的信道信息，均衡器用这部分正确的抽头系数进行更新，在初始引导正确后再进行信

5、道跟踪就较为容易。因此可以加快系统进入稳定工作状态的速度，优化了传统的FBLMS的算法。在系统中只用信道估计的算法做初值的赋值，数据的均衡算法仍采用频域块最小均方算法自适应收敛。考虑相关信道估计算法实现较为简单，十分适合用来做初步的信道估计。相关信道估计算法[5]工作原理如图3所示，这里以3径的情况为例进行说明。发送伪随机序列（PN序列）长度为N,在经过多径信道之后，发送PN序列变成了分别经历了不同延时和衰落的3径PN信号。接收PN信号正是这3径的混合。从接收PN信号的起始时刻开始，本地PN序列滑动移位与接收PN信号作滑动相关。在本地PN序列滑动到与3径信号吻合的3个时刻，相关器分

6、别输出3个相关峰，而其它时刻则输出幅度较小的相关值。整个相关过程中相关器的输出作为信道冲击响应的估值h.用相关方法的具体步骤如下：（4）将时域h值再进行FFT变换到频域的H.4算法仿真实现分别仿真Brazil_C在信噪比为17dB,Brazil_E在信噪比为21dB的收敛特性如图4,图5所示。由仿真图可以得到改进算法在初始化阶段的SER值相对无初始化而言降低了很多。在有了较好初值的启动的情况下，信道可以更快的收敛达到稳定，因此可以显著的改善收敛速度。5总结单载波系统是一种很成熟的传输系统，当今大部分通信系统都属于单载波传输体系。本文将相关信道估计算法引入到FBLMS算法中提出的一种

7、改进的算法，并对基于该优化算法的SC-FDE系统进行了计算机仿真。计算机模拟仿真的结果表明：改进算法优化均衡器的收敛速度，系统可以尽快达到稳定。因此，基于优化FBLMS算法的SC-FDE系统将在未来的无线通信中具有广阔的应用前景。【内容提要】本文以民商法发展的历史进程为出发点，阐明了现代经济法产生的必然性，分析了法律的价值分析和制度变迁两者的互补性。本文认为，现代经济法的产生以民商法的高度繁荣为前提，同时以对民商法的补充为己任。【关键词】经济法/民商法/价值分析/制度