EBPSK调制信号短波传输的信道均衡

摘要

增加带宽和提高单位带宽的传输速率是实现信息高速传输的两种方法。然而，频谱资源有限且紧缺，故克服现有通信体制频谱利用率较低的缺陷成为研究的热点。超窄带(UNB)通信以其高频谱利用率受到广泛关注。鉴于短波信道具有无可替代的抗毁能力和自主通信能力，研究短波信道中的UNB通信具有重要的理论研究价值和现实意义。
　　 本文基于传统的基带均衡方法，利用扩展的二元相移键控(EBPSK)信号特性，研究适合EBPSK短波传输体系的均衡器，具体内容如下:
　　 1.介绍EBPSK调制信号特点及短波通信的发展历程及其主要特点，包括EBPSK接收机、高斯白噪声(AWGN)信道下的传输系统及短波通信中受到路径叠加、幅值衰减、频率相移等因素对信号的影响，并介绍了数字调幅广播DRM标准制定的6种典型的信道参数模型，为后续研究打下了坚实的基础。
　　 2.针对时延较短的信道，利用EBPSK信号特点对传统均衡方法进行改进，提出了一种新的均衡算法，仿真表明该算法可有效降低码间干扰(ISI)。同时，针对时延较长的短波信道具有的稀疏特性，研究稀疏均衡器算法，并通过仿真证实稀疏均衡器较传统均衡器有明显优势。
　　 3.运用压缩感知(CS)算法的两类重构算法:贪婪算法和凸松弛问题的求解算法，对EBPSK信号进行信道估计，并从压缩感知算法本身、迭代终止条件和接收信号长度等方面进行仿真对比，研究了EBPSK系统中使用压缩感知技术进行信道估计的最佳性能。
　　 4.为改进经典均衡方法训练序列收敛速度较慢的问题，对均衡器的输入信号进行小波变换，改变输入信号自相关矩阵的最大和最小特征值的比值，仿真验证了该方法的有效性。同时，为减少计算量以及处理时延较长的信道，提出基于压缩感知信道估计的均衡器算法，利用EBPSK特有的“保护间隔”估计时延，从而达到均衡效果，仿真证明了该方法可以提高检测性能。

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摘要

图表目录

第1章 绪论

1．1 UNB调制

1．2 短波通信

1．3 EBPSK的短波传输

1．4 主要工作及组织结构

第2章 EBPSK调制及短波信道

2．1 EBPSK调制

2．1．1 调制原理

2．1．2 接收机

2．2 短波信道

2．2．1 传播路径

2．2．2 电离层结构及其影响因素

2．2．3 频率和路径的选择

2．3 多径衰落信道特征

2．3．1 描述多径衰落信道的参数

2．3．2 常见短波信道模型

2．4 DRM标准中的典型信道

2．5 本章小结

第3章 传统的信道均衡及改进

3．1 传统均衡器

3．1．1 均衡器的分类

3．1．2 自适应均衡器

3．2 用于EBPSK的传统均衡的改进算法及仿真

3．2．1 用于EBPSK的传统均衡改进算法

3．2．2 仿真

3．3 稀疏均衡算法综述

3．3．1 基于线性均衡的简易稀疏均衡算法

3．3．2 基于前向序列搜索的稀疏均衡算法

3．4 基于前向序列搜索的稀疏均衡算法仿真

3．4．1 稀疏均衡器中取不同的非零抽头个数的影响

3．4．2 不同阶数对非稀疏及稀疏均衡器的影响

3．4．3 较高阶信道稀疏均衡器的性能

3．5 本章小结

第4章 基于压缩感知的信道估计

4．1 CS理论用于信道估计

4．1．1 适用于信道估计的压缩感知技术

4．1．2 CS理论实现

4．2 CS重构算法

4．2．1 MP算法

4．2．2 OMP算法

4．2．3 CoSaMP算法

4．2．4 Lasso算法

4．2．5 BP算法

4．3 EBPSK调制信号信道估计仿真

4．3．1 不同CS重构算法的估计效果及时间复杂度

4．3．2 迭代终止条件对信道估计的影响

4．3．3 接收信号长度对信道估计的影响

4．4 本章小结

第5章 EBPSK信号的信道均衡

5．1 小波变换线性均衡器

5．1．1 小波函数的选择

5．1．2 小波变换层数的选择

5．1．3 计算量

5．1．4 仿真结果

5．2 EBPSK调制信号基于信道估计的均衡器

5．2．1 基于信道估计的EBPSK均衡器

5．2．2 算法仿真

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 主要创新

6．3 研究展望

参考文献

致谢

在校研究成果