基于高阶累积量的大气激光通信信道盲均衡的研究

摘要

大气激光通信是指利用激光束作为载体在大气中进行语音、数据、图像信息双向传送的一种技术,它在解决“最后-公里”问题、应急通信等方面有着良好的应用前景。 尽管大气激光通信身兼无线和宽带这两个特点,但同时这种以大气为媒介,激光为载波的点对点式通信技术,有其自身不可避免的缺点,激光在大气中传输会受到大气信道中各种因素的影响,引起信号衰减和符号间干扰,导致误码率增加。为了保证激光通信链路的正常、可靠运行,研究克服大气信道传输因素对激光传输影响的技术具有非常重要的意义。 本文采用盲均衡技术来解决大气激光通信中的符号间干扰问题。首先简要介绍了大气激光通信系统及其特点,分析了国内外研究机构在大气激光通信方面的研究现状,然后根据大气激光通信的特点,提出了大气激光通信系统中的盲均衡方案,对隐含和直接使用高阶统计量的盲均衡算法的性能进行了研究。研究内容主要包括以下几个方面： 1.研究了Bussgang类盲均衡算法的数学模型及其相关算法,包括Sato算法、Godard算法和判决引导算法；提出了判决引导法与基于累积量的自适应滤波算法相结合的盲均衡算法,并对该算法进行仿真。仿真结果表明,该算法可获得较小于判决引导法的剩余均方误差,但由于此算法计算量较大,不利于实时均衡。 2.研究了几种直接使用高阶累积量的算法,包括基于三阶累积量的奇数阶(三、二阶)归一化法和直接法,分析了这几种算法的性能,通过仿真比较可知,直接法收敛速度较快,该算法使用较长数据对信道特性初始值估计时,可获得更好的均衡效果；而基于奇数阶(三、二阶)归一化算法实现较为简单,算法稳定性较好。 3.针对在不同天气状况下的大气激光通信信道对信号传输的影响不同,利用实际测量功率值模拟大气激光信道对几种算法进行仿真,并对算法性能进行了比较和评估。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1大气激光通信系统简介

1.2大气激光通信国内外研究与技术进展

1.3均衡技术在无线通信中的作用

1.3.1自适应均衡

1.3.2盲均衡算法的概述

1.3.3盲均衡在大气激光通信系统中的应用

1.4本论文的主要研究内容

2高阶统计量盲均衡算法

2.1高阶统计量的定义与性质

2.1.1高阶矩与高阶累积量的定义

2.1.2正态随机变量的高阶矩和高阶累积量

2.1.3高阶矩和高阶累积量的关系

2.1.4累积量的性质

2.2互累积量

2.3累积量的估计

2.4高阶统计量盲均衡算法分析

2.4.1闭合公式法

2.4.2直接法

2.4.4归一化算法

2.4.5归一化性能仿真

2.4.6直接法仿真

3 Bussgang盲均衡算法分析

3.1 Bussgang过程的定义

3.2 Bussgang算法数学模型

3.3 Bussgang盲均衡算法分析

3.3.1 Sato算法

3.3.2 Godard算法

3.3.3判决引导(Decision-Directed)算法

3.3.4基于高阶累积量的判决引导(DD)盲均衡算法

3.4.5基于高阶累积量的判决引导(DD)盲均衡算法的仿真

4大气激光通信中基于高阶累积量的盲均衡研究

4.1基丁高阶累积量的盲均衡算法对大气激光通信信道干扰的抑制

4.1.1基于三阶累积量的判决引导Bussgang算法的仿真

4.1.2基于三、二阶归一化累积量算法的仿真

4.1.3基于三阶累积量的直接法仿真

4.2步长及参数的选择

5全文总结

5.1本文总结

5.2工作展望

致谢

参考文献