无线紫外光散射通信中码间干扰抑制方法研究

发布时间：2020-03-22 02:35

【摘要】：无线紫外光通信技术具有全天候、抗干扰和隐秘通信等特点,在军事和民用领域都有重要的应用价值。无线紫外光能够依靠大气粒子的散射作用实现非直视通信,无需精确对准。但同样因为大气粒子对紫外光的散射作用,会使得无线紫外光多径传输效应明显,产生严重的码间干扰问题。为了抑制码间干扰,提高无线紫外光非直视通信性能,本文研究了无线紫外光非直视散射通信中的信道均衡与信道估计技术,改进了信道均衡与信道估计算法,实现了通信信号的准确检测和信道参数的精确估计。本文主要研究内容如下:(1)根据无线紫外光非直视信道模型,建立接收信号的数学表达式。研究使用分数间隔均衡器(Fractionally Spaced Equalizers,FSE)进行无线紫外光信号的均衡,结合常模算法(Constant Modulus Algorithm,CMA)使FSE可以实现盲均衡。分析了无线紫外光接收信号的噪声特性,用信噪比的估计结果改进算法的更新步长计算过程,使算法具有了较好的自适应能力。仿真结果表明,改进后的CMA-FSE算法在收敛速度和稳态均方误差等方面都有良好的表现,误码率相对于最小均方算法和递归最小二乘算法降低了1～2个数量级。(2)以贝叶斯估计原理为基础,建立了无线紫外光非直视信道贝叶斯估计框架。使用联合参数向量作为待估计的状态量,实现了信道响应系数和通信信号同步估计。本文研究了使用粒子滤波(Particle Filter,PF)算法实现贝叶斯估计,但PF算法中的重采样过程不适用于无线紫外光非直视信道估计过程。因此结合差分演化算法(Differential Evolution Algorithms,DEA)来改善PF算法中的粒子多样性,得到了DE-PF信道估计算法。对DE-PF算法进行了数值仿真分析,结果表明,与最小均方估计和递归最小二乘估计相比,优化算法的估计信噪比提高了5dB～10dB,误码率降低了约1个数量级。本文针对无线紫外光非直视信道特点改进的信道均衡和信道估计算法,可以对码间干扰进行有效抑制,并能在码间干扰严重和信噪比较小的信道下提高通信系统的性能。
【图文】：

(4-19)如图4-6为引入了差分演化的DE-PF算法和使用重采样的标准粒子滤波算法的ESNR迭代曲线对比图。仿真的信道模型参数与表 4-1 一致，通信速率 1Mbps，SNR 为 20dB，粒子个数 500 个。图 4-6 紫外光信道估计 ESNR 迭代曲线Fig.4-6 Iteration curves for ESNR of UV channel estimation从图 4-6 可以看出，使用重采样的标准粒子滤波算法在刚开始迭代的过程中 ESNR 能快速上升。但仅仅在迭代了不到 100 次之后 ESNR 变成了固定值，说明此时只剩下了 1 种粒子，粒子多样性完全丢失，，而 DE-PF 算法估计性能则明显优于标准粒子滤波算法。另一方面，从图 4-6 可以看出
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1

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本文编号：2594335