NLMS判決反饋均衡器在水聲通信中的應用


圖2 調制后發送信號的波形、采集回來的水聲數據波形
圖2的上、下兩圖分別示出了期望信號的波形,以及采集回來的數據波形。
實驗處理過程將原始采集信號,經過赫爾伯特變換,取包絡,解碼后誤碼率為42.6%,同時將采集到的信號進行判決反饋均衡器處理,結果如下:圖3為兩種算法判決反饋均衡器輸出波形。


圖3 輸出波形比較
將上述均衡器輸出波形赫爾伯特變化,取包絡,解碼后效果如圖4所示。

圖4 lms、nlms判決反饋均衡器輸出解調解碼曲線
lms,nlms算法判決反饋自適應濾波算法的學習曲線比較如圖5所示。

圖5
上圖可以看到無論是在收斂速度以及誤差穩定度上,相較于lms算法,nlms判決反饋均衡器都有了很大的提高,實驗得出信號直接解調解碼誤碼率為42.6%,經過多次運算,lms,nlms判決反饋均衡器后誤碼率分別為9%~10%,1.5%~2%。通過均衡器后誤碼率大幅度降低,得到了很好的效果,但lms算法判決反饋均衡器均衡實際采集信號的能力遠不如nlms算法判決反饋均衡器。
結束語
本文針對實驗采集到的水聲信號波形,基于lms算法和nlms算法的判決反饋均衡器信號處理,并進行了性能分析。信號處理結果表明:lms算法實現簡單,但由于在實際應用中為獲得較小的均方誤差,收斂因子一般取得較小,導致收斂速度太慢,在降低信號誤碼率上效果一般,維持在9%~10%左右;而歸一化lms(nlms)的實現在未提高運算復雜度的基礎上,提高了收斂速度的同時降低誤碼率至1.5%~2%,效果最優。
作者簡介
肖鵬韜(1986-) 男 在讀碩士,研究方向為通信與信息系統。
參考文獻
[1] 劉林泉,梁國龍,吳波,等.一種低能耗的水聲通信編碼方案的研究[j].聲學技術,2007,2,26(1):130~133.
[2] 雷利華,施滸立,馬冠一,等.基于lms與rls算法的自適應均衡器性能研究[j].微計算機信息,2009,25(3):25~26,111.
[3] 趙春暉,張朝柱,王立國,等.自適應信號處理技術[m].北京:北京理工大學出版社,2009.
[4] 房棟,李宇,尹力,等.水聲通信中一種聯合同步均衡的實現方法[j].聲學技術,2008,10,27(5):418~419.
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