通信信號(hào)自適應(yīng)濾波處理仿真研究（二）

圖3.4.2逆模擬用一個(gè)自適應(yīng)橫向?yàn)V波器(LMS濾波器)，由于輸入x(k)的信號(hào)帶寬受信道帶寬的限制，因而，自適應(yīng)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(gè)系統(tǒng)的延遲，就可得到期望響應(yīng)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(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的拉克提供了一種得到期望響應(yīng)d(k)的方法，這種方法用自適應(yīng)濾波器自身輸出提供d(k)，因此避免了對(duì)發(fā)射信號(hào)任何先驗(yàn)信息的依賴，拉克稱該方法為“判決指向?qū)W習(xí)”。更確切地說，期望信號(hào)d(k)=sgny(k)，如圖3.4.2所示，它是由一個(gè)量化濾波器產(chǎn)生的。由于數(shù)據(jù)是二進(jìn)制的，若不考慮噪聲影響，則經(jīng)適當(dāng)均衡了的信道在選通時(shí)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(hào)e(k)。由于均衡器輸出應(yīng)該在適當(dāng)?shù)倪x通時(shí)間內(nèi)唯一地表示各自的辛格脈沖，因而自適應(yīng)只許在選通時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，這可用與發(fā)射信號(hào)同步的閘門脈沖對(duì)誤差信號(hào)e(k)選通來實(shí)現(xiàn)。從平均意義上來說，如果量化后的期望響應(yīng)是正確的，則自適應(yīng)將沿著正確的方向進(jìn)行。3.4.3自適應(yīng)均衡器的Matlab仿真下面將采用上述的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行matlab仿真，可以看出自適應(yīng)均衡器對(duì)消除信道的干擾的作用。圖3.4.3.1下圖是對(duì)自適應(yīng)均衡器在不同信噪比下誤碼率的仿真，能進(jìn)一步說明自適應(yīng)均衡器的作用。采用50萬點(diǎn)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(shí)線部分是經(jīng)過自適應(yīng)均衡后誤碼率曲線，可以看出信號(hào)在經(jīng)過自適應(yīng)均衡后，誤碼率在逐漸下降，減少了接收信號(hào)的誤碼數(shù)，說明自適應(yīng)均衡器能補(bǔ)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(diǎn)數(shù)達(dá)到幾百萬點(diǎn)。這里由于計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度慢，只采用了50萬點(diǎn)。本章介紹了自適應(yīng)信號(hào)處理的相關(guān)應(yīng)用，隨著信號(hào)處理學(xué)科領(lǐng)域理論與技術(shù)的不斷進(jìn)步，自適應(yīng)信號(hào)處理已成為信號(hào)與信息處理學(xué)科一個(gè)新的重要學(xué)科分支，相信它在諸如通信、雷達(dá)、聲納、工業(yè)控制、地震勘探及生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域會(huì)獲得越來越廣泛的應(yīng)用。結(jié)束語根據(jù)自適應(yīng)處理系統(tǒng)的濾波器部分和調(diào)整濾波器系統(tǒng)的自適應(yīng)算法部分，本文分別對(duì)其進(jìn)行了闡述，并舉例說明了自適應(yīng)處理系統(tǒng)的一些應(yīng)用。本文完成的工作主要分為：(1)在學(xué)習(xí)和總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，對(duì)LMS，RLS，NLMS，以及格型算法進(jìn)行了詳細(xì)的說明和推導(dǎo)，分析了LMS與RLS算法，LMS與NLMS算法在各自特點(diǎn)和性能上的差異。提出了自適應(yīng)LMS算法在噪聲抵消，自適應(yīng)預(yù)測(cè)和自適應(yīng)均衡上應(yīng)用，分析了這些應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)及相關(guān)收斂，穩(wěn)態(tài)特性和參數(shù)說明。(2)通過對(duì)各種自適應(yīng)算法進(jìn)行總結(jié)，對(duì)比和驗(yàn)證，利用matlab語言對(duì)算法進(jìn)行仿真，比較相關(guān)收斂特性，穩(wěn)態(tài)特性和相關(guān)參數(shù)取值，得出各自算法的優(yōu)劣性。(3)利用matlab對(duì)LMS算法在自適應(yīng)處理系統(tǒng)上的應(yīng)用分別作了仿真，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。參考文獻(xiàn)[1]沈福民.自適應(yīng)信號(hào)處理.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.3。[2]邱天爽，魏東興，唐洪，張安清.通信中的自適應(yīng)信號(hào)處理.電子工業(yè)出版社，2005.12。[3]樊昌信.通信原理M.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995。[4]GaryAH，etal.Digitallatticeandladderfiltersynthesis.IEEETrans.AudioElectronacoust.，Dec.1973，vol.AU-21:491。[5]ItakuraF，SaitoS.Digitalfilteringtechniquesf