非线性信道的均衡算法研究
OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究
OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究一、本文概述正交频分复用(OFDM)技术是现代无线通信系统中广泛使用的一种高效调制技术,它通过将高速数据流分割成多个较低速度的子数据流,并在多个正交子载波上并行传输,从而实现了在复杂和多径环境中高速数据传输的能力。
然而,这种并行传输方式也使得OFDM系统对信道失真和干扰非常敏感,因此,信道估计和信号均衡技术成为提高OFDM系统性能的关键。
本文旨在全面深入地研究OFDM系统中的信道估计和信号均衡技术,包括其基本原理、算法实现以及在实际系统中的应用。
我们将首先概述信道估计和信号均衡的基本概念和原理,分析它们对OFDM系统性能的影响。
然后,我们将详细介绍几种常用的信道估计和信号均衡算法,包括最小均方误差(MMSE)估计、最大似然(ML)估计、线性均衡和非线性均衡等,并比较它们的性能和复杂度。
本文还将探讨信道估计和信号均衡技术在不同应用场景中的优化方法,例如,在高速移动环境、多输入多输出(MIMO)系统以及认知无线电系统中的应用。
我们将通过理论分析和仿真实验,评估这些优化方法在不同场景下的性能,并提出可能的改进方案。
本文将总结信道估计和信号均衡技术在OFDM系统中的重要性和挑战,展望未来的研究方向和应用前景。
我们希望通过本文的研究,能够为OFDM系统的性能提升和实际应用提供有益的理论支持和实践指导。
二、OFDM系统基本原理正交频分复用(OFDM)是一种无线通信技术,它将高速数据流分割成多个较低速度的子数据流,然后在多个正交子载波上并行传输。
这种技术结合了频率分集和多路复用,显著提高了频谱利用率,增强了系统对多径干扰和频率选择性衰减的鲁棒性。
OFDM的基本原理在于,通过快速傅里叶变换(FFT)将频域信号转换为时域信号,然后在时域中插入循环前缀(CP),以减少多径干扰产生的干扰。
每个子载波上的数据符号都是经过调制的,可以独立地进行检测和解码,从而实现了子载波之间的正交性。
基于IIR非线性信道模型的LMS均衡算法
cr i r g f N n ei e m o tr rne II f ihsedt nm si h ne cnb hbt f c vl b dpi o — et n a eo S Ra dt tr y blne eec (S )o g — e as i o ca nl a e n i e ef tey yaot gnn a n h n s i f h p r sn i id e i n
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第2 7卷 第 3期
21 0 0年 3月
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电 Βιβλιοθήκη 工 程 Vo12 No 3 .7 .
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J u a fMe h n c l& E e t c lE gn e n o r lo c a ia n lc r a n i e r g i i
基 于 IR 非 线 性 信 道 模 型 的 L I MS均 衡 算 法
( ol eo o mu i t nE gneig H n zo i z U i r t, a ghu3 0 1 , hn ) C l g f m nc i n ier , a ghuD a i nv sy H n zo 0 8 C ia e C ao n n ei 1
A s at I i — eddt t nmi i n i n n ,h ai ecdn ls B R e om n ew sm sya et yten nl er bt c: nhg s e a as s o ev omet tebs noigr e( E )pr r a c a ot f c db h o—na r hp ar sn r c u f l f e i f tr o t nm si hn e e ue f r s i o can1 i n th o—n a f tr bogtb epw r m l e, h at ensur( MS lgrh a a sn .Ami a tennl er e ue ruh yt o e a pi r tel s m a q ae L )a o t g i a h i f e im
通信系统中的信道均衡算法研究
通信系统中的信道均衡算法研究随着移动通信和无线通信的快速发展,信道均衡成为了通信领域中一个非常重要的研究方向。
信道均衡算法是通过调整接收信号的加权系数,来消除信道带来的影响,从而使接收信号更加稳定。
本文将从信道均衡的背景、算法原理以及应用领域等多个方面探讨信道均衡算法的研究进展以及未来的发展方向。
一、信道均衡的背景在移动通信中,不同的信道会引起不同的干扰和噪声,而接收端接收到的信号也会受到信道影响,出现信号失真、噪声、抖动等问题。
为了解决这些问题,信道均衡算法应运而生,通过对接收信号进行加权系数调整,将信道引起的影响消除或降低,从而恢复原始信号的稳定性。
二、信道均衡的算法原理信道均衡算法的原理是根据所采集到的信号信息、信道特性和误差状态等因素,利用数学模型或者算法进行加权系数修正,从而使得接收的信号更加稳定和准确。
常见的信道均衡算法包括MMSE算法、共轭梯度算法、最大似然估计算法等。
其中,MMSE算法是常用的线性信道均衡算法,它通过对接收端的信号进行预测和修正,对干扰和噪声进行抑制,从而达到信道均衡的目的。
共轭梯度算法则是一种非线性均衡算法,主要用于MIMO多输入多输出系统中的信道均衡,它通过对接收信号进行反演来消除信道影响,提高系统的传输效率。
三、信道均衡的应用领域信道均衡算法主要应用于移动通信、数字电视、音频信号处理等领域。
在移动通信中,信道均衡算法主要用于提高无线信号的可靠性和传输效率,降低传输误码率。
在数字电视领域,信道均衡算法则主要用于针对不同信道条件进行均衡最优化处理,从而提高接收效果。
在音频信号处理领域,信道均衡算法则主要用于优化语音通信质量,提高语音传输的清晰度和可靠性。
四、信道均衡算法的发展趋势未来,信道均衡算法的研究方向主要集中在以下几个方面:1.非线性信道均衡算法的研究。
非线性信道均衡算法的研究将成为未来的发展趋势,其主要可以通过深度学习、神经网络等算法进行解决。
2.多级均衡算法的应用。
移动通信系统中的信道估计与均衡算法研究
移动通信系统中的信道估计与均衡算法研究随着移动通信技术的不断发展,无线通信已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
在现代通信系统中,通信质量的稳定性和可靠性对于系统的运行至关重要。
而信道估计和均衡算法则是实现稳定和可靠通信的关键技术。
本文将深入探讨移动通信系统中的信道估计和均衡算法的研究进展。
一、信道估计技术研究在通信过程中,无线信道的复杂性使得信号在传输过程中产生了衰落和失真,这就需要对信道进行估计和补偿,以保证通信品质。
信道估计技术是指在接收端对信号进行估计和反演的过程,使其恢复为原信号,从而提高通信系统的性能。
1.常用的信道估计算法目前常用的信道估计算法有时域和频域信道估计算法两种。
(1)时域信道估计算法时域信道估计算法主要基于估计信号的时域关系。
原理是在接收端利用发射端已知的发射符号序列对接收到的信号进行匹配滤波,然后得到的卷积输出即为信道估计结果。
此方法在实现方便快捷的同时,也有一定的缺陷,例如受到噪声和多径干扰的影响,会产生不准确的估计结果。
(2)频域信道估计算法频域信道估计算法主要基于接收端对信号的频域关系进行估计。
该方法利用已知的频域符号序列,通过频域反演操作来估计信道。
此方法可以减少时域信道估计算法的误差和抖动。
但是,由于此方法需要进行FFT操作需要较高的计算复杂度,会产生一定的延迟。
2.先进的信道估计技术近年来,随着通信技术的不断发展,信道估计技术也得到了新的发展。
例如,基于机器学习的信道估计技术,通过收集大量的信道数据,构建模型进行训练,从而拟合出更加准确的信道估计结果。
此方法在通信网络的大规模部署和复杂应用场景中优势较为明显。
二、均衡算法研究均衡算法是指在信道被估计之后,对接收端的信号进行均衡处理去除干扰。
因此,均衡算法对于提高通信质量和提高系统性能也尤为关键。
1.常见的均衡算法均衡算法的种类较多,下面列出了一些常见的均衡算法:(1)线性均衡算法线性均衡算法主要是通过线性滤波器的的方式对信号进行滤波,从而抵消信号时间上的失真。
非线性信道的LMS Newton均衡算法的研究
基 金 项 目 t通 信 系 统 信 息 控制 技术 国家 级 重 点 实 验 室基 金 资 助 项 目 ( 6 4 6 1 ) 0 0 0 0 6
第 1 期
刘顺 兰等:非线性信道 的 L e tn均衡算法的研 究 MSN wo
本 文 使 用 Ha mmes i 型 和 维 纳 rt n模 e 模 型构 建 了一 个 非 线性 信 道 传 输 系 统 的 模 型 , 如 图 3 所 示 。 图 3 中 左 侧 为 Ha mmes i 非线 性信 道 模 型 , 右 侧 为 rt n e 自适 应 维 纳 非 线性 均 衡 器 模 型 。均 衡器 分 别 使 用 NC MS L 、改 进 1型 NC M S L Ne o wtn和 改 进 2型 NC MS Ne tn算 L wo 法 进 行 递 归迭 代 更 新 抽 头 系 数 。相 比而 图 3 非线性信道传输系统的基本模型
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F bu r 2 1 e r a y, 01
非 线 性 信 道 f L wt n 衡 算 法 的研 究 l MS Ne o 均 g
刘 顺 兰, 蒋树 南
( 州 电 子科 技 大 学 通信 工 程 学 院 ,浙 江 杭 州 3 0 1 ) 杭 10 8
非线性信道均衡技术的研究
ILeabharlann 杭州电子科技大学硕士学位论文
关键词:非线性信道均衡,Hammerstein 模型,维纳模型,LMS Newton 算法,RLS 算法,预失真器
II
杭州电子科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
In the wireless communication systems, high power amplifier is an important nonlinear component, which would break down the system’s transfer characteristic, bring in intersymbol interference. So the nonlinear components would degrade the data transfer speed and the removability of communication system, which should be solved by the receiving terminal’s equalizer. In this paper, we introduce the adaptive equalization theory and Volterra filter at the first, then give a brand-new & systemic research about the nonlinear channel equalization. This paper mostly explores new structures and researches new algorithms. Strict formula derivation is another characteristic of this paper. Firstly, we used Hammerstein model and Wiener model in non-linear structure instead of the Volterra series model in order to reduce the computing complexity, and proposed a nonlinear transmission system model constructed by Hammerstein model and Wiener model. Based on the proposed system model, Nonlinear Channel LMS(NCLMS) algorithm, improved algorithm for type 1 NCLMS Newton and improved algorithm for type 2 NCLMS Newton are proposed and derived. The simulation results show that, NCLMS algorithm is slow convergence and instability performance, improved algorithm for type 1 NCLMS Newton overcomes the NCLMS algorithm’s shortcomings of slow convergence and improves the stability of the algorithm, improved algorithm for type 2 NCLMS Newton inherits the virtues of improved algorithm for type 1 NCLMS Newton and further improve the convergence speed, which is close to ideal NCLMS Newton algorithm. Secondly, based on the proposed nonlinear channel transmission system, we research other several important algorithms. Three important algorithms which are applicable for time-varying nonlinear channel are proposed and deduced respectively: Nonlinear Channel Recursive Least Squares (NCRLS) algorithm, Nonlinear Channel Kalman (NCKalman) algorithm and Nonlinear Channel Recursive Prediction Error Method (NCRPEM) algorithm, and compared each other. The simulation results show that NCKalman performs best in reducing residual mean square error, NCRPEM is followed by, NCRLS is the worst. In respect of iterative convergence speed, NCRPEM performs best, NCRLS is followed by, NCKalman is the worst.
高速光通信系统中的信道估计与均衡算法研究
高速光通信系统中的信道估计与均衡算法研究随着信息技术的飞速发展,高速光通信系统在现代通信领域的重要性日益凸显。
然而,由于光纤传输中受到多种因素的影响,如色散、衰减、非线性等,导致信号在传输过程中会出现衰落、失真等问题,从而降低了通信系统的性能。
因此,对于光通信系统来说,信道估计和均衡算法的研究成为了提升其性能和可靠性的关键。
信道估计是指通过接收端的观测数据,估计发送端到接收端信道的状态信息,如频率响应、相位响应等。
准确的信道估计可以提供给接收端以相应的信息进行信号恢复和解码,从而有效地抵抗信道的干扰和失真。
在高速光通信系统中,由于信号传输速率较高,传输的信号带宽会变得很大,因此需要更加高效和准确的信道估计算法来应对这一挑战。
一种常用的信道估计算法是最小均方误差(MMSE)估计算法。
该算法基于统计的方法,根据已知的信号和观测数据,通过最小化信号传输过程中的误差来估计信道的状态。
MMSE 估计算法考虑了信号的权重以及信号和噪声之间的关系,在保证较低误差的同时,还可以提供较高的传输速率和容错性能。
但是,在实际应用中,MMSE估计算法的复杂度较高,对系统性能的要求也较高。
另一种常见的信道估计算法是线性最小均方误差(LMMSE)估计算法。
LMMSE估计算法通过建立信号和噪声的线性模型,利用已有的观测数据来估计信道的状态。
相比于MMSE估计算法,LMMSE估计算法在减小复杂度的同时,也能够有效地估计信道的状态,提供良好的传输性能。
在高速光通信系统中,LMMSE估计算法可以更好地适应复杂的信道环境和高速传输需求。
对于高速光通信系统中的均衡算法,其主要作用是通过对接收到的信号进行处理和修复,消除信号传输过程中引入的干扰和失真。
常见的均衡算法包括线性均衡算法和非线性均衡算法。
线性均衡算法通过对信号进行滤波和重构,消除信号传输过程中引入的时钟偏移、多径效应等问题。
而非线性均衡算法则通过根据信道状态进行预测和补偿,修复信号传输过程中受到的非线性失真。
非线性卫星信道下的粒子滤波盲均衡方法
A bs t r a c t:Co n t r a po s e d t h a t t h e h i g h p o we r a mp l i ie f r p r o d uc e d n o n l i ne a r di s t o r t i o n i n s a t e l l i t e c h a n ne l,t h i s p a pe r pr o po s e d
可见光通信LED非线性后均衡技术研究
可见光通信LED非线性后均衡技术研究可见光通信是指利用可见光进行通信的一种无线通信技术。
随着移动通信需求的不断增加,尤其是在室内环境中,无线通信频谱资源日益稀缺,可见光通信作为一种解决方案,具有广阔的应用前景。
然而,可见光通信系统在实际应用中面临的一个重要挑战是信号传输距离的限制。
为了克服这个问题,研究者们提出了很多技术,其中非线性后均衡技术是一种非常关键的技术。
可见光通信系统中常用的光源是LED,它具有体积小、功耗低和可调光等优点。
然而,LED在光强和驱动电流之间存在非线性关系,这导致了光信号的失真,进而降低了系统的传输性能。
非线性后均衡技术旨在通过对接收信号进行非线性后处理,恢复原始信号,提高系统的传输品质。
非线性后均衡技术可以分为线性均衡和非线性均衡两种。
线性均衡是指采用线性的滤波器对失真信号进行均衡处理。
常用的线性均衡算法有CMA(Constant Modulus Algorithm)和LMS(Least Mean Square)算法。
这些算法通过调整权值,逐渐逼近原始信号,从而实现均衡。
非线性均衡则是通过对非线性失真信号进行建模和消除来实现均衡。
常见的非线性均衡算法有Viterbi算法、MMSE (Minimum Mean Square Error)算法和神经网络等。
这些算法通过建立数学模型,对非线性失真信号进行建模和补偿,以逼近原始信号,提高传输性能。
非线性后均衡技术的关键是如何准确建立失真信号模型和合理设计补偿算法。
在可见光通信系统中,由于光信号的非线性特性与LED的特性和接收器的特性有关,因此建立合适的失真信号模型是非常重要的。
基于该模型,可以设计相应的补偿算法。
除了建立准确的失真信号模型和设计合理的补偿算法外,非线性后均衡技术还需要考虑实时性和计算复杂度。
在可见光通信系统中,信号传输速度较高,要求补偿算法能够实时地进行处理,并且计算复杂度要尽量低。
因此,如何在保证性能的前提下,降低计算复杂度,是非线性后均衡技术研究的一个重要方向。
移动通信中的信道估计与均衡算法
移动通信中的信道估计与均衡算法移动通信的发展已经从简单的语音通信逐渐扩展到高速数据传输和多媒体服务。
在这样的应用场景下,信道估计和均衡算法成为了保证通信质量的核心技术。
信道估计是指对无线信道的特性进行评估和估计的过程。
在移动通信中,信号在传播过程中会受到多径传播、多普勒效应、阴影衰落等因素的影响,使得接收端的信号失真。
为了恢复失真的信号,需要准确地估计信道的特性,如衰落幅度、时延等。
在传统的移动通信系统中,常用的信道估计方法是基于导频的方法。
导频是已知信号序列,通过在发送端插入导频信号,接收端可以通过测量接收到的导频信号来估计信道的特性。
然而,这种方法需要使用额外的带宽来传输导频信号,且对于高速移动通信场景下的快速信道变化效果不佳。
为了克服这些问题,研究人员提出了基于自适应滤波器的信道估计方法。
自适应滤波器是通过调整滤波器系数来适应信道变化的滤波器。
它可以根据接收到的信号和已知的发送信号之间的误差来自适应地调整滤波器系数,从而实现准确的信道估计。
自适应滤波器的优点是可以快速适应信道变化,并且不需要额外的导频信号。
除了信道估计,均衡算法也是移动通信中的重要技术之一。
均衡算法的目标是抑制信号的失真和干扰,从而提高通信系统的性能。
在移动通信中,常用的均衡算法有线性均衡算法和非线性均衡算法。
线性均衡算法是一种基于滤波器的方法,通过滤波器对接收到的信号进行处理来抑制失真和干扰。
滤波器的系数可以通过信道估计得到,从而实现对信道的补偿。
然而,线性均衡算法对信道特性的估计要求较高,对于复杂的多径衰落信道效果不佳。
非线性均衡算法是一种基于决策反馈的方法,通过估计发送符号序列和接收符号序列之间的非线性映射关系来补偿信道失真。
它不需要对信道特性进行准确的估计,因此在复杂的信道环境下具有较好的性能。
然而,非线性均衡算法的计算复杂度较高,对计算资源的要求较大。
除了信道估计和均衡算法,移动通信中还有许多其他的关键技术,如调制解调、编码解码、功率控制等。
通信系统中的信道估计与均衡算法
通信系统中的信道估计与均衡算法一、引言在现代通信系统中,信道估计和均衡算法是至关重要的技术。
信道估计旨在估计信道特性,以便在数据传输过程中进行补偿,而均衡算法旨在抵消信道引起的失真和干扰,提高信号的质量。
本文将探讨通信系统中信道估计与均衡算法的基本原理、常用方法以及研究进展。
二、信道估计信道估计是指通过采集信号样本并利用这些样本来估计信道的特性。
在实际通信中,信道往往具有多径传播、频率选择性和时变性等特点,使得信号在传输过程中受到衰落、时延扩展和符号间干扰等影响。
因此,准确的信道估计对于恢复原始信号或抗干扰具有重要作用。
常用的信道估计方法包括最小二乘法(LMS)、最大似然估计(ML)和卡尔曼滤波等。
其中,最小二乘法是一种基于误差最小化的估计方法,通过不断调整估计值与实际观测值之间的差异来逼近最优解。
最大似然估计则是一种基于统计学原理的估计方法,寻求似然函数取得最大值时的参数估计结果。
卡尔曼滤波则是一种基于状态空间模型的估计方法,通过迭代地更新状态向量的估计值以适应系统的动态变化。
三、均衡算法均衡算法旨在消除信道引起的失真和干扰,以提高接收信号的质量。
传统的均衡算法包括线性均衡和非线性均衡两类。
1. 线性均衡线性均衡是指通过线性滤波器对接收信号进行处理,以消除信道引起的失真。
最常用的线性均衡器包括零重复器均衡器(ZFE)和频率域均衡器。
零重复器均衡器基于假设信道是时不变的,通过翻转信道的冲激响应来实现均衡。
频率域均衡器则将接收信号转换到频率域进行处理,以抵消频率选择性信道引起的失真。
2. 非线性均衡非线性均衡是指利用非线性滤波器对接收信号进行处理,以抵消非线性失真。
非线性均衡器常用于抵消多载波调制(MCM)系统中的非线性失真。
常见的非线性均衡算法包括决策反馈均衡、序列最小均方(SLM)、预反馈均衡和迭代干扰均衡(IEI)等。
决策反馈均衡通过将接收信号的硬判决结果反馈到均衡器输入端,以抵消非线性失真。
无线通信技术中的信道均衡算法研究
无线通信技术中的信道均衡算法研究随着无线通信技术的不断发展,人们对于通讯速度和信号质量的要求也越来越高。
然而,在实际环境中,无线信号常常会因为信道衰落等原因而失真,从而导致通信质量下降。
在这种情况下,对信号进行均衡处理可以修正失真,提高信号质量,实现更快更稳定的数据传输。
本文将探讨无线通信技术中的信道均衡算法研究。
一、信道均衡算法的基本原理信道均衡算法的主要任务是在信号传输过程中,将受到信道影响的失真信号恢复为一致的信号。
在实际应用中,信道通过添加通道的淡化效应来影响信号,从而使信号在传输过程中产生失真。
这种失真可能包括信号幅度变化、贡献相互交叉等,使接收方无法正确地解读和还原数据。
信道均衡算法的基本原理是假设发射信号和信道是已知的,然后根据已知信息对信号进行反演操作,恢复原始信号。
对于接收信号$r$,经过均衡器摆正后得到的输出信号$\hat{s}$可以表示为:$$\hat{s} = W r$$其中,$W$代表复系数矩阵,用于恢复失真的原始信号。
在实际应用中,均衡器需要通过训练序列来学习信道的影响,并使用机器学习算法进行优化。
二、线性均衡算法线性均衡算法是最早被提出和研究的信道均衡算法之一,核心思想是使用线性滤波器来抵消信道中的失真。
线性均衡算法的优点是简单易于实现,但缺点是对非线性失真效果不佳,需要大量的信道参数来指定线性滤波器。
线性均衡算法常用的算法包括最小均方算法(LMS)、追踪算法和定时追踪算法等。
1、LMS算法LMS算法是一种常用的自适应线性均衡算法,其核心思想是通过最小化误差平方的方法来学习信道的权重系数。
LMS算法通过使用误差响应函数来估计信道失真,并基于差异信号计算权重矩阵来执行均衡。
尽管LMS算法在实际应用中表现良好,但其实现过程非常复杂,可能导致计算开销过大。
2、追踪算法追踪算法是一种基于成套数据发现信号幅度的线性均衡算法,该方法通过猜测发射信号的幅度序列来尝试大致恢复失真的信号。
非线性信道下ofdm峰均比抑制算法研究
非线性信道下ofdm峰均比抑制算法研究现在,随着高速无线技术的发展,非线性信道的研究日益受到重视。
在这种信道下, OFDM系统的传输效率受到了很大的影响。
因此,基于OFDM的技术应用越来越受到人们的重视。
调制解调器首先应用于OFDM系统,以抑制信道衰减特性引起的多重入射问题。
在非线性信道下,OFDM系统受到了非线性衰减的影响。
因此,在这种情况下,必须开发有效的抑制算法来有效的优化OFDM系统的性能。
OFDM系统是一种利用调制解调器进行信号传输的技术。
其优势在于可以有效的抑制多重入射,有效的抑制信道衰减。
然而,在非线性信道中,当信号强度较大时,会导致信号的非线性衰减,从而降低信号的传输性能。
因此,为了提高OFDM系统的传输性能,应该开发能够抑制非线性衰减的有效算法。
为了有效抑制OFDM系统中非线性衰减带来的影响,人们采用峰均比抑制(PAPR)算法来改善OFDM系统的性能。
相比于其它抑制算法,峰均比抑制算法更加有效,可以显著降低OFDM系统的功率消耗。
简而言之,峰均比抑制算法是一种利用功率或频率域抑制算法,可以有效的抑制OFDM系统中非线性衰减的影响。
为了证明峰均比抑制算法的有效性,本文采用仿真实验对峰均比抑制算法在OFDM系统中的实际效果进行了评估。
实验结果表明,与其它抑制算法相比,峰均比抑制算法可以有效的抑制OFDM系统中的非线性衰减,并且能够显著降低OFDM系统的功率消耗,提高OFDM系统的传输性能。
本文的研究结果表明,峰均比抑制算法是一种有效的抑制算法,可以有效的抑制OFDM系统中非线性衰减带来的影响,提高OFDM系统的数据传输性能。
总之,峰均比抑制算法是一种有效的抑制OFDM系统中非线性衰减的算法。
未来研究可以针对峰均比抑制算法进行更深入的研究,以提高OFDM系统的可靠性和传输效率。
综上所述,峰均比抑制算法是一种有效的抑制OFDM系统中非线性衰减的有效算法,可以有效的改善OFDM系统的传输性能。
非线性信道下ofdm峰均比抑制算法研究
非线性信道下ofdm峰均比抑制算法研究随着无线通信技术的发展,由于其可在复杂的无线信道中传输数据,调制解调技术被广泛应用于无线通信中。
OFDM(正交频分多工)技术是该调制解调技术中最重要的一种,在该技术中,互相正交的多个调频信号被同时扩展在多个子载波上,从而抵消信道的非线性噪声,使信号的传输更加的高效稳定。
然而,OFDM会产生频谱色素,影响其他用户的无线通信,因此为了改善OFDM的性能,必须采用一种有效的峰均比(PAPR)抑制算法。
因此,在该算法中,可以通过削弱信号中较高失真的部分以及信号中的相关性,来进一步减少OFDM信号的输出功率,从而有效地抑制信号的节目功率比。
然而,当OFDM信号在非线性信道中传输时,子载波之间的相关性会对抑制算法的效果产生更大的影响,因此,有必要研究OFDM在非线性信道中的峰均比抑制算法。
为了提高OFDM在非线性信道中的性能,研究人员首先对OFDM系统中信号的时域和频域设计进行了详尽分析,最终确定信号的调制特性,并分析OFDM信号在非线性信道中的性能。
然后,采用无穷希尔伯特变换(IHT)法可有效地实现系统的峰均比抑制。
无穷希尔伯特变换(IHT)法基于无穷集合论,能够非常有效的计算出最小的峰均比值,并解决了信号的非线性干扰问题。
在此基础上,研究者还提出了一种正则化的峰均比抑制算法,以解决系统中信号之间的共模干扰,进一步提供能量抑制。
此外,研究人员还研究了系统中不同调制方式下的峰均比抑制策略,并将其用于实际的OFDM系统中,发现在非线性信道中,采用正则化的峰均比抑制算法可以显著改善系统的性能。
最后,研究者还进行了详细的仿真实验,验证了他们的研究结果。
综上所述,非线性信道下OFDM峰均比抑制算法的研究可以有效地抑制OFDM信号的功率比,提高信号的传输性能,从而改善系统的通信质量。
同时,研究人员还将OFDM峰均比抑制算法应用于实际OFDM 系统中,取得了良好的效果。
因此,非线性信道下OFDM峰均比抑制算法也被认为是当今无线通信技术发展的一个重要分支,它可以有效地改善信号的传输效率,增强系统的可靠性和稳定性,从而更有效的支持无线通信的发展。
基于人工智能的光纤非线性均衡算法研究概述
Abstract: The necessity and im portance o f nonlinear equalization algorithm in optical transm ission system s w ere outlined. The principle o f classical nonlinear equalization algorithm was described, and the shortcomings and lim ita tions o f classical algorithm s w ere presented. Com bined with the status in recent years, four kinds o f nonlinear equali zation algorithm s based on artificial intelligence were introduced in detail. These algorithm s include artificial neural networks, support vector machine, unsupervised clustering and deep neural network. A ll the nonlinear equalization algorithm s m entioned were com pared in term s o f perform ance, complexity, instantaneity and application flexibility. Finally, the future developm ent trend o f nonlinear equalization algorithm based on artificial intelligence w as ana lyzed. Key words:n o nlinear equalization, artificial neural netw ork, support vector m achine, clustering, deep neural netw ork
基于SCFNN之PAM非线性信道均衡器成效研究
0 引 言
在信道中传送数字信号,难免会遭受到噪声的干扰及产生 符际干扰 (ISI),或是信号能 量 在 传 送 过 程 中 衰 减, 使 接 收 端 收到的是失真的信号,因此,我们必须在接收端补偿或修正收 到的信号,希望能恢复失真的信号。过去以ห้องสมุดไป่ตู้性信道均衡器解 决此类问题,慢慢的通道环境日趋复杂,线性信道均衡器难以 恢 复 严 重 的 非 线 性 失 真 信 号[1]。
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计算 机 测 量 与 控 制 .2017.25(3) 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
设计与应用
文章编号:1671 4598(2017)03 0222 05 DOI:10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.03.060 中图分类号:TP911.5 文献标识码:A
经过学习的类神经网络可以在输入信号与输出信号间行成 复杂 的 决 策 边 界 (decision boundary), 所 具 有 的 复 杂 映 对 (Mapping) 能力能解决非线性 或 高 度 非 线 性 分 类 问 题, 所 以, 多 采 用 类 神 经 网 络 解 决 信 道 非 线 性 失 真 的 问 题[23]。 在 复 数 类 神经网络方面,Chen 等专家 证 [39] 实各种类神经网络均衡器 可 以产生复数非线性隔离曲线,亦即等化高度非线性信道。上述 这些类神经网络都是训练架构已经确定的神经网络,训练期间 调整其前后 层 间 链 接 权 重 (link weight), 或 神 经 元 的 偏 权 值 (Bias),或同一层间神经元的 链 接 权 重,经 过 数 十 次 甚 至 于 上 万次学习循环网络收敛后,才是一个可以工作的类神经网络。
基于犛犆犉犖犖 之 犘犃犕 非线性信道均衡器 成效研究
非线性信道的均衡算法研究
w ( n ) = w ( n - 1) + g ( n) e ( n) 号, w ( n ) 为均衡器权向量, P ( n) 为迭代方阵, 非线性信道传输系统的模型[ 7, 8] , 如图 3 所示. 图 3 中左 侧为 Hammerstein 非线 性信道 模型, 右侧 为自 适应 维纳 非线性均衡器模型. 图 3 中 g ( ) 表示信 道非线 性变 换, H 表示信 道线 性部分, W 表示均衡器线性部分, f ( ) 表示均衡 器的非 线性变换. Hammerstein 非 线性 信 道 模型 的 系统[ 9] 输出 由式( 1) 表示为 y ( n) = H ( z - 1 ) x 2 ( n) + n ( n ) 其中 H ( z ) 是一个带有移位算子 z 的多项式 ( z - 1x ( n ) = x ( n - 1)) , 可表示为 H ( z - 1 ) = h 0+ h 1z - 1 + 信号 x 2( n ) 由式( 3) 给出 x 2 ( n) = g ( x ( n ) ) = g 1 x ( n) + g2 x 2( n) + + gmgx ( n ) 类似地, 图 3 中维纳均衡器的线性模块被定义如下 y 2 ( n) = W( n , z - 1) y( n ) = w 0 ( n) y( n ) + w 1( n ) y ( n- 1) + + w nw ( n ) y ( n- nw ) =
Abstract: In order to reduce the computational complexity, this paper adopts Hammerstein model and Wiener model, instead of the Volterra series model, to appro ach a non linear system. Furthermore, based on Hammerstein model and Wiener model, a non linear transmission system model is also proposed. To this new model, three non linear algorithms, i. e. Nonlinear Channel Recursive L east Squares ( NCRLS) algorithm, Nonlinear Channel Kalman ( NCKalman) algorithm and Nonlinear Channel Recursive Prediction Error Method ( NCRPEM ) algorithm, are derived. Also comparisons on performance among these three algorithms are presented. Results of simulations show that, if residual mean square error is concerned, NCKalman performs o ver NCRPEM and NCRLS is the worst, while NCRPEM is the best, and NCRLS performs over NCKalman if the speed of iterative convergence is considered. Key words: nonlinear channel; Hammerstein model; Wiener model; RLS algorithm; Kalman algorithm; RPEM algorithm
卫星通信中快速非线性信道RLS均衡算法
卫星通信中快速非线性信道RLS均衡算法李良山;杨育红;王兰【期刊名称】《信号处理》【年(卷),期】2016(32)4【摘要】幅度相位联合调制(Amplitude Phase Shift Keying,APSK)信号经过卫星信道时容易引起非线性失真,产生码间串扰.为此,本文将Wiener均衡应用于APSK 卫星通信中,并提出了一种快速非线性信道递归最小二乘(Nonlinear Channel Recursive Least Squares,NCRLS)均衡算法,在传统NCRLS算法的基础上,建立了遗忘因子与步长因子的关系,推出了变遗忘因子的非线性信道递归最小二乘(Variable Forgetting Factor Nonlinear Channel Recursive Least Squares,VFFNCRLS)均衡算法,有效地提高了收敛速度.仿真结果表明,VFFNCRLS 算法有效地纠正了非线性失真信号的星座扭曲和频谱再生,解决了卫星通信系统中有记忆非线性信道失真的问题,相比传统算法,具有较快的收敛速度和较好的稳定性.【总页数】6页(P451-456)【作者】李良山;杨育红;王兰【作者单位】解放军信息工程大学,河南郑州450002;解放军信息工程大学,河南郑州450002;解放军信息工程大学,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】TN927【相关文献】1.卫星信道快速非线性SHLMS Newton均衡算法 [J], 李良山;杨育红;王兰2.l0-范数约束的稀疏多径信道RLS常模盲均衡算法 [J], 马思扬;王彬;彭华3.改进型RLS算法用于信道估值与信道均衡的比较 [J], 孙锦华;李赞;金力军4.一种新快速LMS-Newton算法在水声信道均衡中的应用 [J], 宁小玲;李启元;陈志刚5.非线性信道判决反馈快速收敛神经网络均衡器 [J], 何培宇;王永德因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
非线性信道均衡不动点算法
非线性信道均衡不动点算法
张建志;崔霞霞
【期刊名称】《无线电工程》
【年(卷),期】2009(039)004
【摘要】针对PSK调制方式下的非线性信道提出一种新的非线性均衡算法.采用Volterra级数序列来建立非线性信道模型,对于这样的信道,均衡问题就可看作一个截短映射的不动点问题,它利用迭代的方式来消除信道中的非线性畸变.这种算法易于实现,只需要增加额外的处理单元而不改变信道模型的结构.用计算机仿真来实现采用该算法的均衡器可以有效地消除线性和非线性码间串扰.
【总页数】2页(P60-61)
【作者】张建志;崔霞霞
【作者单位】空军驻石家庄地区军代表室,河北,石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北,石家庄050081
【正文语种】中文
【中图分类】TN763.3
【相关文献】
1.非线性矩阵方程Xs+m∑i=1AHiX-tiAi=Q的不动点迭代算法 [J], 杜丹丹;彭振赟;肖宪伟
2.非线性动力系统周期解的伪不动点追踪算法及应用 [J], 刘恒;姚福生
3.α稳定分布噪声下基于核方法的非线性信道均衡算法 [J], 孙丹华;孙亮;王彬;张俊林
4.基于再生核Hilbert空间的非线性信道均衡算法 [J], 李亮
5.基于分数低阶矩的变步长非线性信道均衡算法 [J], 翟政安;刘洋
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T f(
( 5) 同时可假设维纳均衡器的非线性模块输出 z ( n ) = f ( y2 ( n ) ) = f 1 ( n ) y 2( n ) + f = 式 ( 6) 中
T f( f 2 2( n ) y 2 (
式( 10) 中 Y( n) = d y 2( n ) = d y 2( n ) 1, 2[
w ( n ) = w ( n - 1) + g ( n) e ( n) 号, w ( n ) 为均衡器权向量, P ( n) 为迭代方阵, 非线性信道传输系统的模型[ 7, 8] , 如图 3 所示. 图 3 中左 侧为 Hammerstein 非线 性信道 模型, 右侧 为自 适应 维纳 非线性均衡器模型. 图 3 中 g ( ) 表示信 道非线 性变 换, H 表示信 道线 性部分, W 表示均衡器线性部分, f ( ) 表示均衡 器的非 线性变换. Hammerstein 非 线性 信 道 模型 的 系统[ 9] 输出 由式( 1) 表示为 y ( n) = H ( z - 1 ) x 2 ( n) + n ( n ) 其中 H ( z ) 是一个带有移位算子 z 的多项式 ( z - 1x ( n ) = x ( n - 1)) , 可表示为 H ( z - 1 ) = h 0+ h 1z - 1 + 信号 x 2( n ) 由式( 3) 给出 x 2 ( n) = g ( x ( n ) ) = g 1 x ( n) + g2 x 2( n) + + gmgx ( n ) 类似地, 图 3 中维纳均衡器的线性模块被定义如下 y 2 ( n) = W( n , z - 1) y( n ) = w 0 ( n) y( n ) + w 1( n ) y ( n- 1) + + w nw ( n ) y ( n- nw ) =
在许多实际应用中, 都面临着非线性均衡这个重要 课题. 在通信系统、 语 音处理 和控制 工程中 包含了 大量 的含有非线性组成成分的例子[ 1~ 4] . 在 Hi Fi 系统中, 由 非线性成分导致的小的失真会影响整个系统的性能. 在 无线通信系统中, 高功率放大器是一个重要的非线性组 成部分, 非线性特性一般都 会影响 系统的 传输 特性, 引 入码间干扰, 这对通信系统数据传输速率的提高和移动 性都是一个阻碍, 因此必须通过接收端的均衡器进行均 衡克服码间干扰. 在各种不 同的 非线 性 信道 均衡 算法 中, Volterra 滤 波器模型经常 被用来 构建 非线性 信道. 由于 Volterra 滤 波器具有大量的抽头系数, 因而会带来很高的计算复杂 度问题. 另外, 收敛速度慢是其面临的另一个重要问题. 为了解决这两个问题, 本文使用 Hammerstein 模型结构
Abstract: In order to reduce the computational complexity, this paper adopts Hammerstein model and Wiener model, instead of the Volterra series model, to appro ach a non linear system. Furthermore, based on Hammerstein model and Wiener model, a non linear transmission system model is also proposed. To this new model, three non linear algorithms, i. e. Nonlinear Channel Recursive L east Squares ( NCRLS) algorithm, Nonlinear Channel Kalman ( NCKalman) algorithm and Nonlinear Channel Recursive Prediction Error Method ( NCRPEM ) algorithm, are derived. Also comparisons on performance among these three algorithms are presented. Results of simulations show that, if residual mean square error is concerned, NCKalman performs o ver NCRPEM and NCRLS is the worst, while NCRPEM is the best, and NCRLS performs over NCKalman if the speed of iterative convergence is considered. Key words: nonlinear channel; Hammerstein model; Wiener model; RLS algorithm; Kalman algorithm; RPEM algorithm
z ( n, ) , 假设 ( n) = ! w ( n) , 则 w( n)
第
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10
期
刘顺兰 : 非线性信道的均衡算法研究
2221
y( n ) [
T w(
T f ( n) T f(
Y( n ) ] n ) Y( n) ]
e( n) = d( n) g ( n) =
n) ! w( n) =
T w
( n)
w
y 2( n )
w
T
y2 2(
n)
w
T T
w
n) y ( n ) , w nw ) , , y( n - nw ) ) , + w nw ( n ) z T T
=
[
T f( T f(
n ) Y( n) ]
式 ( 4) 中 w = ( w 0 , w 1,
y ( n) [ =
nw
n ) Y( n ) ]
f ym 2 ( n)
[ = [ [
n) y ( n) ] n) y ( n) ] 2 n ) y ( n ) ] mf ( 11)
3
3. 1
NCRLS 算法、 NCKalman 算法、 NCRPEM 算法
NCRLS 算法 [ 10] RLS 算法 如下:
T w(
令 ! w( n) = 由式( 10) 得
y( n - 1) [ y( n - nw ) [
T f(
n ) Y( n) ]
= = [
T w
( n ) y( n ) [
T f(
再次使用式( 6) , 可推导得 z ( n, )
f
z ( n, ) = y 2 ( n)
T w( T w(
y 2 ( n) = ( y 2( n ) , y 2 2( n) 定义维纳均衡器的参数向量 T T = ( T w f)
=
[
T f(
n ) y 2 ( n) ]
f
y 2( n ) ( 7) = y2 2( n )
T w(
1, 2y 2 ( n) , n) y ( n ) ] ,
n) +
+
m f mf ( n ) y 2f (
n) ( 6)
=
, mf [
f
T w
( n ) y ( n) ]
mf - 1 T
n) y 2 ( n ) = (f 1 , f 2, , f mf ) T ,
T , ym 2f ( n ) ) .
w f
( 1)
+ hn hz -
nh
( 2)
dz( n , ) = d 由式( 4) 和式( 6) ,
T T
( 9)
z( n , )
w
可推导得 =
T f ( n)
( 3)
z ( n, )
w
=
T f(
[
T f(
n ) y 2 ( n) ]
w
y2 ( n )
w T
f ym 2 ( n)
= ( 4)
n) y 2( n )
T f(
y ( n- 1) [ y ( n- nw ) [
n) Y( n) ] n) Y( n) ]
- 1 , mfy m ( n) 2f T
y ( n ) = ( y ( n) , y( n - 1) ,
( 10)
W ( n, z - 1 ) = w 0( n ) + w 1( n ) z - 1+
收稿日期 : 2008 09 11; 修回日期 : 2010 03 25 基金项目 : 国家级重点实验室基金 ( N o. 060406016)
2
非线性传输系统模型结构
本文使用 Hammerstein 模型和维纳 模型构建了 一个
2220
电
子
学
报
2010 年
e ( n ) = d ( n ) - xT ( n) w( n- 1) g ( n) = P ( n) = P( n - 1) x ( n) + x T ( n) P ( n- 1) x ( n ) - 1 [ P( n - 1) - g ( n) xT ( n ) P( n - 1) ] ( 8) 为遗忘
第 10 期 2010 年 10 月
电 子 学 报 ACTA ELECTRONICA SINICA
Vol. 38 N o. 10 O ct . 2010
非线性信道的均衡算法研究
刘顺兰, 蒋树南
( 杭州电子科技大学通信工程学院 , 浙江杭州 310018)
摘 要 : 本文使用 Hammerstein 模型和维纳模型代替 Volterra 级数模型来模 拟非线性结构 以降低运算 复杂度 , 提 出了一个由 Hammerstein 模型和维纳模型构建成的非线性信道传 输系统 的模型 . 基于 该系统 模型 , 分别提 出并推 导了 三种非线性信道的均衡算法 : NCRLS 算法、 NCKalman 算法 和 NCRPEM 算法 , 并 对这三种 新算法 的性能 进行了 比较 . 仿 真结果 表明 , 在剩余均方误差方面三种 算法中 NCKalman 算 法最小 , NCRPEM 算法次 之 , NCRLS 算法较 差 ; 在收敛 速度 方面 NCRPEM 算法收敛最快 , NCRLS 算法次之 , NCKalman 算法较差 . 关键词 : 非线性信道 ; Hammerstein 模型 ; 维纳模型 ; RLS 算法 ; Kalman 算法 ; RPEM 算法 中图分类号 : TN911 5 文献标识码 : A 文章编号 : 0372 2112 ( 2010) 10 2219 05