自适应信号处理在海面通信信号处理中的应用.pdf

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1、第37卷第3期2015年3月舰船科学技术SHIPSClENCEANDTECHNOLOGYV01．‘37．No．3Mar．．2015自适应信号处理在海面通信信号处理中的应用苏秀玲(广东邮电职业技术学院，广东广州510630)摘要：在海面无线通信系统中，短波通信技术由于其高速的数据传输特性得到了广泛应用。但是一方面由于海面噪声引起的码间干扰由此造成的信号畸变，另一方面海面多径信道在短波通信中引起的实际无线信道系数的多变性均要求通信系统中的均衡滤波器能快速自适应进行修正。本文在研究现有自适应信号处理算法的基础上，提出一种新的基于异构补偿的自

2、适应反馈滤波算法。最后利用此方法对短波无线通信系统进行了仿真，结果表明，此算法具有良好的稳定性及收敛性。关键词：LMS；自适应信号处理；码间干扰中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)03—0109—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．03．023ResearchonadaptiVesignalprocessingofseacommunicationsystemSUXiu—ling(GuangdongVocationalC01legeofPostandTelecom

3、，Cuangzhou5l0630，China)Abstract：Ontheseacommunicationsystem，shortwavecommunicationtechnologyiswidelyusedbecauseofitshighspeedofdatat】’ansmissioncharacteristics．Butontheonehandseasurfacenoisecausedinter—symbolinte“色rence，ontheotherhandtheseasud．acemultipathchannelisinsta

4、bility，somustuseadaptiveequalizationfiltertomodifythesignal．Thispaperproposedanewadaptiveequalizationalgorithm．Atlast，establishtheseamodelofcommunicationsystemandtestit．Keywords：LMS；adaptiVesignalprocessing；inte卜symbolinterference0引言在现代无线通信技术中，短波通信由于其数据传输速率较高而得到广泛应用，但是在

5、海面通信系统中，信号在高速传输过程中伴随的多径干扰、信道带宽的限制以及海面噪声信号的叠加噪声造成海上无线通信信号传输码间干扰较为严重，同时海上无线信道特性变化较快，这就要求针对海面无线通信系统设计一种既能自适应的对无线信道参数进行跟踪，又能不断修正码间干扰的均衡滤波器，以保障海面无线通信系统质量。本文首先研究现有的自适应均衡滤波器原理，对现有的自适应均衡滤波算法进行分析和对比。在此基础上，本文在现有的算法基础上，提出一种新的基于异构补偿的自适应反馈滤波算法，通过改变步长来进行反馈更新。最后利用Matlab进行海面无线通信系统仿真，并在

6、其滤波算法中运用改进后的异构补偿自适应反馈滤波算法。仿真结果表明，改进后的算法相比较于传统滤波算法具有更优的收敛性及抗干扰性。1自适应信号处理原理1．1自适应滤波算法原理在这里，着重介绍利用最广的LMS自适应滤波算法，其特点是算法复杂度较低，较易实现。其模型如图1所示。收稿日期：2014一08—27；修回日期：2014～11—09作者简介：苏秀玲(1967一)，女，副教授，研究方向为数学在通信技术中的应用。·110·舰船科学技术第37卷图l自适应算法模型Fig．1Adap“vealgorithmmodel图1中，LMS最小均方误差自适

7、应滤波算法的迭代过程如下：e(凡)=d(n)一dxl(n)形(n)，(1)形(n+1)=形(n)+肛e(n)JBX(n)。(2)式中：e(n)为信号恢复后的误差；x(凡)为发送信号在n时刻的离散值；形(凡)为LMS最小均方误差自适应滤波器的权值；a，J8为步长控制方向及长度；肛为收敛因子，并且收敛因子肛满足0<肛<1／2A⋯，其中A⋯为原始信号自相关特性的权值。1．2自适应均衡在海上无线通信系统中，当数据高速传输时(传输速率高于2．64M／s)，由于海面多径信道的不稳定性，其在频域的响应呈现非线性特性，并且海面噪声的干扰以及多径信道衰

8、退的叠加影响造成了严重的码间干扰，必须通过自适应均衡技术来修正信道的突变及多径衰退，以补偿由于码间干扰引起的恢复信号的误差。自适应均衡器原理如图2所示。一骂蕃囊卜+】均衡器l’图2自适应均衡器原理图Flg．2Schema