Journal of Computer Applications
计算机应用,
2013
,
33( 5) : 1237 - 1240
ISSN 1001-9081
CODENJYIIDU
2013-05-01
http://www.joca.cn
文章编号
:1001-9081(2013)05
-1237-04
doi:10.3724/SP.].1087.2013.01237
基于加权因子非线性变化的改进加权多模盲均衡算法
张艳萍
I\
崔伟轩
2
(1南京信息工程大学电子与信息工程学院,南京
210044;
2.
南京信息工程大学信息与控制学院,南京
210044)
(
*通信作者电子邮箱
zypgjc@
163.
com)
摘
要:为了提高加权多模算法的盲均衡性能,提出基于加权因子非线性变化的改进加权多模盲均衡算法。新
算法构造了均方误差和加权因子的非线性函数关系,提高了收敛速度,增强了算法对不同信嗓比的适应能力。在算
法收敛过程中,加权因子的值随着均方误差的减小逐渐增大,从而动态地调整算法的模佳,使得误差模型越来越精确
地匹配信号星座图,达到降低稳态均方误差的目的。理论分析和仿真结果表明,提出的算法降低了稳态均方误差,提
高了收敛速度。
关键词:水声信道;盲均衡;多模算法;加~5t因子;非线性函数
中图分类号:
TN91
1.
5
文献标志码
:A
Im
proved weighted multi-modulus blind equalization algorithm based on
non-linear function of weighting factor
ZHANG
Yanping
1
事
,
CUI
Weixuan
2
(1. School
01
Electronic
α
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Engineering,
N
,
呵
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University ollnlormation
Science
α
时
Technology
,
N
,
α
njing
Jiangsu
210044
, China;
2. School
01
lr
咖
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and Control,
Na
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University
011
,
呐
m
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Science
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Technology,
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,
叫
'ing
Jiangsu
210044
, China)
Abstract:
In order to
improve
由
e
blind equalization performance of the weighted multimode
algori
由
m
,
an improved
weighted multi-modulus blind equalization algorithm based on a non-linear function of weighting factor was proposed in this
pape
r.
Th
e new algorithm used a nonlinear relationship between the mean square error and the weighting factor
to
improve the
speed of convergence and improve the adaptive capacity
to
different signal-to-noise ratio. In the converging process of the
algorithm, with the mean
squ
缸
e
error decreased, the value of the weighting factor increased gradually. It adjusted the modulus
value of the algorithm dynamically, and made the error model match with the signal constellation accurately to reduce the
steady-state mean
squ
缸
'e
error. The theoretical analysis and simulation results show that the proposed algorithm reduces the
steady-state mean square error, and improves the convergence rate.
Key
words:
underwater acoustic channel; blind equalization; multi-modulus algorithm; weight factor; non-linear
function
0
引言
在通信系统中,多径传播引起的码间干扰
(Inter
Symbol
Ir
自由
rence
,
IS
I)是限制通信系统性能提升的主要因素。为
了消除码间干扰,最常用的方法是在接收端引人均衡技术。
传统的均衡方法需要在发送端周期地发送训练序列以获取信
道的时变特性,降低了频带利用率。与传统的均衡方法不同,
盲均衡技术只需要利用信源先验已知的统计特性就可以实现
信道均衡,提高了带宽利用率
[IJ
。
Go
d
缸
d[2
J
提出的常数模算法
(Constant
Modulus
Al
gorithm,
CMA)
是一种应用广泛的盲均衡算法,该算法具有
表达式简单、鲁棒性好的优点,但常数模算法在均衡高阶正交
幅度调制
(Quadrature
Amplitude Modulation ,
QAM)
信号时遇
到困难,其收敛后稳态误差很大,且存在相位模糊。但高阶
QAM
调制具有较高的频带利用率,已成为现代通信的重要手
段。多模算法
[3J
(Multi-Modulus AIgorithm ,
MMA)
就是针对这
一缺点提出的,它可以降低稳态均方误差,消除信道特性引起
的相位模糊,但算法收敛后的稳态均方误差仍然较大。文献
[4
J
提出的加权多模盲均衡算法
(Weighted
Multi-Modulus
Al
gorithm ,
WMMA)
在多模算法的基础上,通过引人判决符号
的指数幕来调整代价函数中的模值,使误差函数更好地匹配
信号星座图,大幅度地降低模型误差,进一步改善了收敛性
能,但其加权因子的取值需实验方法来确定,而实验结果受信
噪比影响较大,不利于算法的进一步推广。文献
[5
-6J
提出
的改进加权多模盲均衡算法,在每个判决区间,加权因子
λ
的值随均方误差
(Mean
Square Error,
MSE)
不断变化,但在整
个
MSE
变化过程中,
λ
的值不是连续变化的,而是需要通过
仿真实验来确定加权因子在每一个
MSE
区间的表达式,这必
然影响了加权多模盲均衡算法的稳健性能。
本文针对上述算法的不足,以具有方形星座图的高阶
QAM
信号为研究对象,提出了基于加权因子非线性变化的改
进加权多模盲均衡算法
(Improved
Weighted Multi-Modulus
blind equalization AIgorithm based
on
a non-linear function of
weighting factor
, IWMMA) 0
IWMMA
构造了加权因子
λ
与均
方误差
MSE
之间连续的非线性函数关系,通过均方误差
MSE
计算
λ
的值,这就避免了大量的仿真实验,减小了信噪比
收稿日期
:2012-12-04
;修回日期
:2013-01-04
。
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(61203273)
。
作者简介:张艳萍(1
966
-)
,女,山西临汾人,教授,博士,主要研究方向:通信信号处理、水声信道;
崔伟轩(1
985
- )
,男,陕西宝鸡人,硕
士研究生,主要研究方向:通信信号处理、水声信道