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《08S005073_房永奎_LMS算法自适应均衡器实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、LMS算法自适应均衡器实验07S005125徐谦一、实验目的1、研究用LMS算法自适应均衡引起失真的线性色散信道问题。2、研究特征值扩散度力(/?)和步长参数“对学习曲线的影响。二、实验原理1、自适应均衡器心)图1白适应均衡试验框图、(h-2)斤=1,2,371+COS如图1示：随机噪声发生器(1)产生用来探测信道的测试信号序列{£},本实验中由Bernoulli序列组成，xn=±l,随机变量£具冇零均值和单位方差。随机噪声发生器(2)产生T扰信道的口噪声v(A?),具有零均值，方差为=0.001o信道的脉
2、冲响应用升余弦表示为:(1)0.5=<0其中，参数W控制均衡器抽头输入相关矩阵的特征值分和*R),并且特征值分布随着W的增大而扩大。均衡器具有M=H个抽头。由于信道的脉冲响应九关于n=2时对称，那么均衡器的最优抽头权值％在«=5时对称。因此，信道的输入£被延时了4=2+5=7个样值，以便提供均衡器的期望响应。通过选择匹配横向均衡器中点的合适延吋A,LMS算法能够提供信道响应的最小相位分量用IIF-最小和位分量Z逆。2、均衡器输入相关矩阵在时刻川，均衡器第1个抽头的输入为3"(町=工心兀("_')+*(")
3、⑵k=其中所有参数均为实数。因此，均衡器输入的11个抽头巩町,“5-1),・・・上5-10)的自相关矩阵R为一个对称的11x11矩阵。此外，因为脉冲响应他仅在n=1,2,3时为非零，且噪声过程”町是零均值、方差为＜7；的口噪声，因此相关矩阵R是主对角线的，有以下特殊结构所示：”0)厂⑴42)0…0・厂(1)厂⑼巾)心…0R=J2)7)厂(0)厂⑴…0(3)0■■厂(2)■■厂⑴■■厂(0)…••••0•■■0■0•0••0…■厂(0).其中r(O)=/i12+居+附+穴(4)=h[h2+/?2/?3(5)
4、广⑵二砧3(6)其中方差穴=0.001。人血，人由(1)式中参数W决定。附表1中列Hh(1)口相关函数r(/),/=0,l,2的值；(2)最小特征值入最大特征值/lmax，特征值扩散度Z(R)=Anax/Anin^由表可见，这些特征值扩散度范围为6.0782(W=2.9)到46.8216(W=3.5)。三、程序流程图程序的主要流程是生成一个run文件，然后在测特征值扩散度和步长参数时，对于“和力(R)分别赋予不同的值即可，画出学习曲线。因此，这里只画出生成run文件的流程图，其它过程只是对run文件的简单调
5、用。「开始输入参数W、步长卩、迭代次数N_datas、实验次数N_runs◄-产生序列｛x｝并与信道脉冲响应h进彳亍卷积Y=conv(x,h)加入干扰信道的口噪声vY=Y+v▼N对矩阵Y进行重新排列，每行M个元素，且相邻行之间延时1个样值。(mksstrndata函数)tLMS算法计算误差信号试验次数1=1+1计算平均平方误差(结束]图2实验主要程序流程图(牛成run文件)四、实验内容及结果分析实验分为两个部分，以便改变特征值扩散度力(R)与步长参数“，用来估计基于LMS算法的自适应均衡器的响应。实验1:特
6、征值扩散度的影响设定步长参数“=0.075,满足“<1/人逖，对于每一个特征值扩散度/(/?)，经过N_nm=200次独立计算机实验，通过对瞬时均方误差e)^n的关系曲线平均，对获得口适应滤波器的集平均学习1111线。图3口适应均衡LMS算法学习曲线[“=0.075,改变特征值扩散度力(/?)]从图3中可以看岀，当W值增大时，特征值扩散度的变化范围增大，但自适应均衡器的收敛速率降低。比如，当/(/?)=6.0782(即W=2.9)时，H适应滤波器在均方意义上收敛到稳态大约要80次迭代，500次迭代后平均
7、均方误差值大约等于0.003；当/(/?)=46.8216(即W=3.5)时，均衡器大约经过200次迭代才收敛到稳态，500次迭代后平均均方误差值大约为0.04o6CMHMco・？■—OOOQ6Q0O024r8101-OIOO66OIO1O0246810102468101-IOOOI1122OOOO1LCOHM图4四个不同特征值扩散度下均衡器集平均脉冲响应［1000次迭代］图4是经过1000次迭代示自适应均衡器的集平均脉冲响应，这个结果基于200次独立试验。可以看出，在不同的W值情况下，白适应均衡器的脉冲响
8、应都关于中心抽头对称。也就是说，从一个特征值扩散度到另一个特征值扩散度，脉冲响应的变化仅仅反映了信道脉冲响应相应变化的影响。实验2：步长参数"的影响固定W=3.1,即均衡器抽头输入相关矩阵的特征值扩散度为1L1238。步长参数“分别6CMHMco・？■—OOOQ6Q0O024r8101-OIOO66OIO1O0246810102468101-IOOOI1122OOOO1LCOHM图4四个不同特征值扩散度下均衡器集
