通信信號自適應濾波處理仿真研究（二）

圖3.4.2逆模擬用一個自適應橫向濾波器(LMS濾波器)，由于輸入x(k)的信號帶寬受信道帶寬的限制，因而，自適應濾波器僅需在信道的通帶內(nèi)去均衡信道的振幅和相位特性。如果能知道信道的輸入，并考慮到整個系統(tǒng)的延遲，就可得到期望響應d(k)，但是一般是難于獲得的。周期性地中斷信息傳輸，發(fā)射一些已知的碼序列，便可以進行自適應調整。貝爾電話實驗室的拉克提供了一種得到期望響應d(k)的方法，這種方法用自適應濾波器自身輸出提供d(k)，因此避免了對發(fā)射信號任何先驗信息的依賴，拉克稱該方法為“判決指向學習”。更確切地說，期望信號d(k)=sgny(k)，如圖3.4.2所示，它是由一個量化濾波器產(chǎn)生的。由于數(shù)據(jù)是二進制的，若不考慮噪聲影響，則經(jīng)適當均衡了的信道在選通時間內(nèi)的取樣輸出為+1或-1，然后將濾波器輸出和經(jīng)量化后的輸出比較，產(chǎn)生誤差信號e(k)。由于均衡器輸出應該在適當?shù)倪x通時間內(nèi)唯一地表示各自的辛格脈沖，因而自適應只許在選通時間內(nèi)進行，這可用與發(fā)射信號同步的閘門脈沖對誤差信號e(k)選通來實現(xiàn)。從平均意義上來說，如果量化后的期望響應是正確的，則自適應將沿著正確的方向進行。3.4.3自適應均衡器的Matlab仿真下面將采用上述的實現(xiàn)方法進行matlab仿真，可以看出自適應均衡器對消除信道的干擾的作用。圖3.4.3.1下圖是對自適應均衡器在不同信噪比下誤碼率的仿真，能進一步說明自適應均衡器的作用。采用50萬點仿真誤碼率：圖3.4.3.2上圖中虛線部分是沒有經(jīng)過均衡器的誤碼率曲線，實線部分是經(jīng)過自適應均衡后誤碼率曲線，可以看出信號在經(jīng)過自適應均衡后，誤碼率在逐漸下降，減少了接收信號的誤碼數(shù)，說明自適應均衡器能補償信道特性的損失，從而提高了信道的穩(wěn)定性。仿真也有不足之處，即曲線不夠平滑。主要是由于仿真采用的是蒙特卡洛仿真，一般要求仿真點數(shù)達到幾百萬點。這里由于計算機運行速度慢，只采用了50萬點。本章介紹了自適應信號處理的相關應用，隨著信號處理學科領域理論與技術的不斷進步，自適應信號處理已成為信號與信息處理學科一個新的重要學科分支，相信它在諸如通信、雷達、聲納、工業(yè)控制、地震勘探及生物醫(yī)學工程等領域會獲得越來越廣泛的應用。結束語根據(jù)自適應處理系統(tǒng)的濾波器部分和調整濾波器系統(tǒng)的自適應算法部分，本文分別對其進行了闡述，并舉例說明了自適應處理系統(tǒng)的一些應用。本文完成的工作主要分為：(1)在學習和總結前人工作的基礎上，對LMS，RLS，NLMS，以及格型算法進行了詳細的說明和推導，分析了LMS與RLS算法，LMS與NLMS算法在各自特點和性能上的差異。提出了自適應LMS算法在噪聲抵消，自適應預測和自適應均衡上應用，分析了這些應用的具體實現(xiàn)及相關收斂，穩(wěn)態(tài)特性和參數(shù)說明。(2)通過對各種自適應算法進行總結，對比和驗證，利用matlab語言對算法進行仿真，比較相關收斂特性，穩(wěn)態(tài)特性和相關參數(shù)取值，得出各自算法的優(yōu)劣性。(3)利用matlab對LMS算法在自適應處理系統(tǒng)上的應用分別作了仿真，驗證系統(tǒng)的可行性。參考文獻[1]沈福民.自適應信號處理.西安：西安電子科技大學出版社，2001.3。[2]邱天爽，魏東興，唐洪，張安清.通信中的自適應信號處理.電子工業(yè)出版社，2005.12。[3]樊昌信.通信原理M.北京：國防工業(yè)出版社，1995。[4]GaryAH，etal.Digitallatticeandladderfiltersynthesis.IEEETrans.AudioElectronacoust.，Dec.1973，vol.AU-21:491。[5]ItakuraF，SaitoS.Digitalfilteringtechniquesf