基于LMS与RLS算法的自适应均衡器性能研究

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1、您的论文得到两院院士关注控制管理文章编号:1008-0570(2009)03-3-0025-02基于LMS与RLS算法的自适应均衡器性能研究StudyonPerformanceofAdaptiveEqualizerBasedonLMSandRLSAlgorithms（中科院国家天文台）雷利华施浒立马冠一LEILi-huaSHIHu-liMAGuan-yi摘要:均衡技术是克服码间干扰(Inter-SymbolInterference,ISI)的有效措施,由于信道特性的随机性与时变性,实际中消除码间干扰最常用的是

2、自适应均衡器。本文对基于最小均方(LeastMeanSquares,LMS)算法和递推最小二乘(RecursiveLeastSquares,RLS)算法的自适应均衡器进行仿真研究,分析了信道特性与设计参数对自适应均衡器的收敛速度与稳态性能的影响。关键词:码间干扰;自适应均衡器;收敛速度;稳态性能中图分类号:TN911文献标识码:AAbstract:EqualizationtechnologyiseffectivetoreduceInter-SymbolInterference.Becauseoftherand

3、omandtime-varyingcommu-nicationchannel,theadaptiveequalizerismostusedinpractice.EqualizersbasedonLMSandRLSalgorithmsarestudiedinthispaper.Theimpactofchannelcharacteristicsanddesignparametersonconvergencerateandstabilizationisanalyzed.Keywords:Inter-SymbolIn

4、terference;adaptiveequalizer;convergencerate;stabilization技1引言信号在有限带宽色散信道中传输会使每一个符号占用的术时间被展宽，形成码间干扰(ISI)。在实际的数字通信系统中，由于多径传输、信道衰落等影响，在接收端也会产生严重的码间创干扰。为了克服码间干扰，提高通信系统的性能，一般在接收端图1信道均衡原理框图采用均衡技术。新图1中，为发送的数据符号(消息)，是等概率分布的±1(均均衡是指对信道特性的均衡，接收端的均衡器产生与信道值为0、方差为1的随机数

5、)；是均值为0、方差为的加性白特性相反的特性，用来减小或消除因信道的时变多径传播特性噪声，且与统计独立；为均衡器输入，为均衡器输引起的码间干扰。均衡分为两种，一种是频域均衡，另一种是时出。消息经过延迟时间以后作为参考信号(即为训练序域均衡。频域均衡是使整个系统的频率传递函数满足无失真传列)，误差信号表示为：(1)输的条件，时域均衡是直接从时间响应出发，使整个系统的冲信道的脉冲响应，由升余弦函数描述：激响应满足无码间干扰的条件。在数字通信中一般采用时域均衡，最常用的方法是在基带(2)信号接收滤波器之后插入一个横

6、向滤波器，根据滤波器抽头系式中,参数a用来控制信道产生的失真，也决定了特征值散数的调整方式可以分为手动调整和自动调整。如果信道的特性布c(R)=l
/l
,其中，在接收端已知，一般采用比较简单的手动调整方式。由于实际为n时刻均衡器的输入信号矢量，2M+1为滤波器长度，是信道特性是未知的，具有随机性，而且信道响应是时变的，这就的特征值。要求均衡器能够实时地跟踪无线通信信道的时变特性，根据信自适应均衡器由滤波器结构和自适应算法两部分组成，结道响应自动调整滤波器抽头系数，即自适应均衡器。自适应均构如图2所示

7、。时域均衡器实际上是一个参数可调的双边横向衡器不需要知道信号与噪声的先验知识，适用于实时处理系滤波器，由一条带抽头的延时线构成，抽头间隔等于码元周期，统。本文对基于LMS算法与RLS算法的自适应均衡器进行了每个抽头的延时信号经加权送到一个相加电路汇总后输出。仿真研究，分析信道特性与设计参数对自适应均衡器性能用表示自适应滤波器在的影响。时刻n的权矢量，则滤波器输出信号为：(3)2系统模型自适应均衡器根据自适应算法估计系统特性，并自动调整考虑典型的系统信道模型如下：滤波器权矢量，以达到最佳滤波效果，对未知的时变信

8、道做出补偿。本文采用最小均方算法(LMS)和递推最小二乘算法雷利华:博士研究生(RLS)自适应地更新均衡器的抽头系数来跟踪信道的变化。基金项目:基金申请人:施浒立;项目名称:基于通信卫星的卫星导航系统的基础研究和理论探索;基金颁发部门:科技部国家重点基础研究发展计划(973)(2007CB815500);基金申请人:马冠一;项目名称:导航与卫星通信融合关键技术及应用;基金颁发部门:科技部863计划(