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变步长LMS自适应均衡算法研究及其在DSP上的实现

作　者: 靳翼
导　师: 邵怀宗
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 自适应均衡 变步长LMS算法 TMS320C6713 DSK QAM
分类号: TP368.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 369次
引　用: 5次
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内容摘要


在信号在传输过程中,信道带宽限制和无线信道的多径效应都有可能引起符号间干扰,导致误码率增大,影响通信系统的性能。自适应均衡是当前普遍使用的一种抑制符号间干扰的技术,其核心是均衡算法,主要分为LMS算法和RLS算法两大类。LMS算法因其原理简单、性能优良,得到了广泛应用。定步长LMS算法的收敛速度和稳态误差存在矛盾:当采用大步长时,收敛速度快,但稳态误差大;而采用小步长时,稳态误差低,但收敛速度慢。为了解决这一矛盾,均衡时都采用变步长LMS算法,以便在收敛速度和稳态误差之间取得折中。但已有的变步长LMS算法存在收敛速度慢、稳态误差大和易受噪声影响等缺点。在大量阅读变步长LMS算法相关文献的基础上,论文对多种LMS算法进行了研究和分析,建立了步长因子和误差信号之间的非线性关系,提出了一种基于改进的双曲正切函数的变步长LMS算法(HTLMS算法)。该算法采用当前时刻误差与上一时刻误差乘积的绝对值来调节步长,并通过引入绝对估计误差扰动量来更新自适应均衡器抽头向量。然后在MATLAB平台上,在不同信噪比条件下,与多种LMS算法进行了仿真比较。结果表明,提出的算法具有收敛速度快、稳态误差低和噪声抑制能力强等特点。最后,在TMS320C6713 DSK平台上验证了提出的算法。通过编写DSP代码实现了基于该算法的自适应均衡器和QAM数字通信系统。结果表明,该算法能较好地抑制符号间干扰。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 论文背景及研究意义  8
  1.2 自适应算法的研究历史和现状  8-9
  1.3 均衡技术和均衡器  9-11
  1.4 论文主要内容  11-12
第二章 QAM 数字无线通信系统  12-19
  2.1 QAM 调制原理  12-16
    2.1.1 二进制比特流的串并转换  12
    2.1.2 符号映射和星座图  12-14
    2.1.3 成型滤波  14-15
    2.1.4 载波调制  15-16
  2.2 QAM 解调原理  16
  2.3 无线多径信道模型  16-18
    2.3.1 无线信道的多径效应  16-17
    2.3.2 多径衰落信道的模型  17-18
  2.4 本章小结  18-19
第三章 LMS 自适应滤波算法研究  19-49
  3.1 自适应滤波器  19-20
  3.2 均方误差准则下线性横向滤波器的最优化  20-22
  3.3 最速下降算法  22-23
  3.4 LMS 自适应算法  23-25
    3.4.1 算法原理  23-24
    3.4.2 LMS 算法的失调  24
    3.4.3 平均时间常数  24-25
  3.5 常用的几种LMS 算法  25-35
    3.5.1 定步长LMS 算法  25-26
    3.5.2 基于遗传算法的变步长LMS 算法  26-27
    3.5.3 SVSLMS 算法  27-29
    3.5.4 G-SVSLMS 算法  29-31
    3.5.5 箕舌线LMS 算法  31-33
    3.5.6 其它LMS 自适应算法  33-35
  3.6 一种新的变步长LMS 算法  35-40
    3.6.1 算法收敛性分析  35-38
    3.6.2 算法抗噪声性能分析  38-40
    3.6.3 抽头权向量的更新  40
  3.7 论文提出的算法的仿真  40-47
    3.7.1 论文提出的算法的参数测试  40-45
    3.7.2 论文提出的算法与其它LMS 算法的仿真比较  45-47
  3.8 本章小结  47-49
第四章 LMS 自适应均衡算法的DSP 实现  49-63
  4.1 DSP 硬件平台  49-52
    4.1.1 TMS320C6713 DSP 芯片的结构  49-51
    4.1.2 TMS320C6713 DSK 开发平台  51-52
  4.2 软件开发环境  52-54
    4.2.1 CCS6000 集成开发环境  52-53
    4.2.2 DSP/BIOS 系统  53-54
  4.3 自适应均衡算法在DPS 上的实现  54-61
    4.3.1 系统的参数配置  54
    4.3.2 自适应均衡器的实现  54-61
  4.4 代码分析与优化  61-62
  4.5 本章小节  62-63
第五章 总结和展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-68
攻读硕士期间取得的研究成果  68-69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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