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大气激光通信系统中的时域均衡研究

作　者: 周学文
导　师: 柯熙政
学　校: 西安理工大学
专　业: 电路与系统
关键词: 大气激光通信 自适应均衡 变步长LMS 盲均衡
分类号: TN929.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 155次
引　用: 3次
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内容摘要


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“最后一公里”问题、应急通信等方面有着良好的应用前景。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。本文通过自适应均衡技术来解决大气激光通信中的信号衰减和符号间干扰问题。本文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时域均衡方案。本文对LMS算法进行了研究，讨论了算法的收敛速度和均方误差的稳态值之间存在的矛盾。为了解决LMS算法步长固定所引起的矛盾，对变步长LMS算法进行了深入的分析和研究。把变步长LMS算法分为三类：1，步长与误差信号建立关系的算法；2，步长与误差信号和滤波器输入向量的互相关函数的估计值建立关系的算法；3，步长与误差信号的自相关估计值建立关系的算法。分别对各类算法中有代表性的算法进行了分析、仿真和比较。提出了新的变步长LMS算法，通过仿真比较，新算法收敛速度较快，均方误差的稳态值较小，跟踪速度较快，并且运算简单，易于实现实时信号处理。针对盲均衡算法均方误差的稳态值较大的缺点，研究了盲均衡和判决引导相结合的双模式盲均衡算法。把双模式盲均衡算法运用到模拟的大气激光通信信道中，通过仿真，验证了算法的可行性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
1 绪论  7-14
  1.1 课题的背景与意义  7-13
    1.1.1 大气激光通信简介  7-8
    1.1.2 国内外研究现状分析  8-11
    1.1.3 时域均衡在大气激光通信中的作用  11-13
  1.2 本文所做的工作  13-14
2 自适应滤波原理  14-20
  2.1 自适应滤波器的基本原理  14
  2.2 自适应滤波器的应用  14-16
  2.3 自适应滤波算法简介  16-17
  2.4 自适应滤波算法种类  17-19
    2.4.1 LMS算法  17-18
    2.4.2 递归最小二乘(RLS)算法  18
    2.4.3 变换域自适应滤波算法  18
    2.4.4 仿射投影算法  18-19
    2.4.5 其它自适应滤波算法  19
  2.5 自适应滤波算法的选取原则  19-20
3 LMS算法和变步长 LMS算法分析  20-35
  3.1 LMS算法分析  20-22
    3.1.1 LMS算法  20-21
    3.1.2 LMS算法收敛步长的选取  21
    3.1.3 LMS算法的性能分析  21-22
  3.2 归一化 LMS算法  22-23
  3.3 简化的 LMS算法  23
  3.4 变步长 LMS算法  23-32
    3.4.1 步长与误差信号建立关系  24-29
    3.4.2 步长与误差信号和滤波器输入向量的互相关函数的估计值建立关系  29
    3.4.3 步长与误差信号的自相关估计值建立关系  29-32
  3.5 变阶 LMS算法  32-35
4 自适应均衡器  35-41
  4.1 自适应线性均衡器  35
  4.2 判决引导自适应均衡器  35-37
  4.3 自适应分数间隔均衡器  37
  4.4 盲均衡器  37-41
    4.4.1 盲均衡的定义  37-38
    4.4.2 Bussgang盲均衡器  38
    4.4.3 恒模算法  38-39
    4.4.4 双模式盲均衡算法  39-41
5 大气激光通信自适应均衡仿真  41-61
  5.1 自适应均衡仿真  41-59
    5.1.1 仿真环境  41-42
    5.1.2 LMS算法的仿真  42-43
    5.1.3 归一化LMS算法的仿真  43
    5.1.4 简化的LMS算法的仿真  43-44
    5.1.5 变步长LMS算法的仿真  44-55
    5.1.6 基于变步长LMS算法的判决引导均衡器的仿真  55-57
    5.1.7 盲均衡的仿真  57-59
  5.2 仿真结果分析  59-61
6 结论  61-62
感谢  62-63
参考文献  63-66
在校学习期间发表的论文  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 光波通信、激光通信 > 大气光通信
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