主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
适用于非常模信号的水下通信常数模算法
小类:
信息技术
简介:
与无线电波通信相比,水下声通信中存在的码间干扰(ISI)更为严重,造成接收数据的高误码率。为了消除ISI,常采样鲁棒性强且易于实现的常数模(盲均衡)算法(CMA),CMA对于常模信号具有零稳态误差的优越性能,但是对于非常模信号稳态误差不为零,致使CMA在水声通信系统中的应用受到严重影响。因此,对CMA进行改进,使其对于非常模信号也具有零稳态误差性能从而适应水下通信环境是本研究的主要目的。
详细介绍:
以4-PAM和16-QAM非常模信号为例,对其星座图结构进行研究,找出各星座点幅度模值的相似之处,利用幅度模值变换的方法将非常模信号的多幅度模值转换成单一幅度模值,例如4-PAM非常模信号的多幅度模值变换方式如图1所示。依照该幅度模值变换方式对CMA代价函数进行修正,新算法的目的是使均衡器的输出信号幅度模值经过相同的变换后,其新幅度模值与新统计模值相等,从而使CMA在对非常模信号进行均衡时稳态误差为零。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

对CMA进行改进,使其对于非常模信号也具有零稳态误差性能从而适应水下通信环境是本研究的主要目的。 以4-PAM和16-QAM非常模信号为例,对其星座图结构进行研究,利用幅度模值变换的方法将非常模信号的多幅度模值转换成单一幅度模值。 新算法的目的是使均衡器的输出信号幅度模值经过相同的变换后,其新幅度模值与新统计模值相等,从而使CMA在对非常模信号进行均衡时稳态误差为零。

科学性、先进性及独特之处

首次在常数模盲均衡算法中提出“模值变换”,使均衡器输出误差为零,并进行了理论证明。 CMA对接收信号的调制类型未知,CMA就无法正常工作。而新算法的幅度模值变换方式同时适用于BPSK、2-PAM、4-PAM、4-QAM和16-QAM这5种不同调制类型信号。因此新算法不但具有零稳态误差性能,而且还可以实现信号调制类型识别。

应用价值和现实意义

新算法稳态误差近似为零,在有噪水声信道中新算法的稳态误差比CMA小50%以上,因此新算法有望在均衡难度较大的水下通信环境中得到应用,如水下机器人控制、海上石油平台遥控、水下无缆电话、海洋监控等。由于新算法具有一定的信号调制类型识别能力,因此适合用于一些特殊领域,如政府实施无线频谱管理、监视民用信号;军事领域中对敌方通信进行干扰和侦听等,因为在这些场合我们无法预先得知所截获信号的调制类型。

学术论文摘要

常数模算法在对非常模信号进行均衡时,稳态误差无法收敛至零,致使CMA在码间干扰严重的水下通信系统中的应用受到严重影响。对常数模算法中的代价函数进行修正,该代价函数能将非常模信号的多个幅度模值变换成单一幅度模值,从而使新算法的稳态误差为零。此外,新方法还具有一定的信号调制识别能力。理论分析和仿真结果证明了新算法的优良性能。

获奖情况

1、项目阶段性研究成果论文《适用于非常模信号的常数模新算法》已经被《通信学报》(通信领域国家一级期刊,EI刊源)录用。 2、第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛江西赛区 优秀奖 3、第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛校级竞赛 二等奖

鉴定结果

江西省科技厅指定查新机构—江西省专利事务所查新报告:未检索到与“适用于非常模信号的水下通信常数模算法”相同和相似、相关的文献和专利。

参考文献

[1]张玲, 张贤达, “MIMO-OFDM系统的盲信道估计算法综述”[J], 电子学报 Vol. 35, No. 6A, pp1-6, 2007. [2]Trasapong Thaiupathump, Lin He and Saleem A. Kassam, “Square contour algorithm for blind equalization of QAM sign...(查看更多)

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