信道估计与均衡理论.ppt

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1、信道估计与均衡理论ChannelEstimate&EqualizationTechniques概述信道及均衡1、何谓信道？2、均衡的目的、意义信道均衡的起源与发展1、固定参数均衡2、可调参数均衡3、盲均衡信道的基本概念信息传输的路径包括信息传输的各环节均衡的目的、意义保证非失真地高速传递信息信道均衡的起源与发展固定参数均衡A、频域均衡B、时域均衡可调参数均衡人工调节参数自动调节参数盲均衡无需先验知识的均衡均衡的概念和基础自适应均衡器解决的问题：信道的变化特性带宽限制时变特性最小均方误差（MMSE）准则海洋信道——衰落信道1

2、.有限通信带宽传播损失，声线弯曲，相位畸变2.多途效应折射、反射、散射，浅海，扩展时间几百毫秒，深海扩展可至几秒3.海洋环境噪声地震活动、风动海面、降雨、分子热运动、海洋生物活动、潮汐、涌浪4.时变、空变、随机性信道可被看为空变、时变的梳状滤波器，由若干子通带构成5.多普勒效应接收机与发射机之间的相对运动，流的影响发送信号窄带信号：信号带宽B远远小于载波频率，即B<<展开：信号正交分量带通信号的复数表示多径信道的简化模型提取的带通信号复包络复载波的另一种表达形式s(t)的相角s(t)的包络信号经过信道后，由于边界反射、传输

3、衰减等影响，得到的信号：衰减因数传播时延等效低通信号为用其时变冲激响应来描述多径传播效应使发射信号的幅度和相位都发生了畸变，并且其变化规律是人们无法预知的，相当于给发送信号的包络和相位一个附加的调制发射未调载波的情况，以便直观地说明海洋多径效应对信号传输的影响发射信号简化为即：接收信号：它们随时间的变化与载波周期相比要缓慢许多，视为缓慢变化的随机过程或第条路径的时变相位第条路径的幅度设有：包络相位信号经过信道传输后的结论可以看作一个窄带过程；在任一时刻，以及是个随机变量的和；X、Y高斯随机变量；R平稳窄带高斯过程一维分布服

4、从均匀分布一维分布服从瑞利分布水声信道的模型1、不考虑信道本身的时变特性设多径时延为多径传播的相干带宽频率选择性衰落实际上，多径一般不止两条，且由于水声传输介质的缓变，相对时延差随时间改变，而且传媒的传输特性本身就随时间作缓慢变化，因此传输媒介对不同的频率成分有不同的、随机的响应，这些都会加剧信道的频率选择性衰落。具有时变特性的水声信道设发射信号为接收信号为等效低通信道的时变冲激响应仅传输载频接收信号的等效低通信号：在接收信号强度出现快速、大幅度的周期性变化就被称为快衰落，若接收信号包络中值随时间出现较慢的变化，就被称为慢

5、衰落。水声信道可以看作是一个慢衰落信道自适应均衡算法自适应滤波器的原理抽头延迟线构成的横向滤波器结构设为输入信号，它表示了连续时间信号在时刻的离散采样值。各抽头的输出信号分别经过一个乘法器与权值，，…，相乘，把这些相乘结果相加，便形成了此时的输出信号输出信号与期望信号相比较定义输入矢量定义权矢量定义R为下述方阵:定义P为列矢量:均方误差为对于二次型性能函数仅有一个整体最佳值，基于梯度法。表示均方误差性能表面的梯度：令权向量等于其最佳值假设是非奇异的，则：最小均方误差为：最小均方误差算法(LMS)梯度搜索法的基本思想：若权矢

6、量在时刻值记为迭代收敛的充要条件是：其中是的最大特征值在LMS算法中，简单地取本身作为的估值采用这个简单的梯度估值，可以导出一种最速下降法的自适应算法确保收敛：递归最小平方算法(RLS)最佳权向量为：其中：为了递归求得权向量，用估计来代替其期望：考虑仅获得一个新的观察值的情况：定义这里：由矩阵恒等式：得到：其次：定义：则可得到：（1），（2），（3）构成RLS算法的初始值可以从初始数据计算得到，也可以简单地令是足够大的正数，典型值的初始值可以通过估计得到或简单地令遗忘因子以上推导的自适应算法的记忆时间无限长，滤波器系数值是

7、所有已输入信号的函数。为了使新到的数据较之旧数据更为重要，可在算法中引入“遗忘因子”，一个方法是采用输出的指数加权平方和来代替平方和代价函数。用类似的推导可得以下迭代公式：t0h信道模型1信道模型2t0h信道模型3OFDM均衡（频域均衡）信道识别与均衡结合空间处理技术与均衡结合等等。。。。。。。。盲均衡