２０１０年第ｌＯ期 （总第１４５期） 中ｔｔ高新技术企业 Ｃｈｉｎａ Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ＮＯ．１０．２０１０ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．１４５） 一种改进型恒模自适应盲均衡算法 贾佳 （电子科技大学空天科学技术研究院，四川成都６１００５４） 摘要：在存在多径衰落和加性高斯噪声的信道中，码间干扰是影响接收性能的主要问题。ＣＭＡ算法一般被用来解决 正交幅度调制（ＱＡＭ）信号通过具有加性高斯白噪声的多径信道后的相位偏移和码间干扰问题。文章分析了ＣＭＡ 算法纠正码间干扰的性能和剩余误差，并提出了一种改进型恒模算法（ＭＣＭＡ ｏ 关键词：ＱＡＭ；ＣＭＡ算￣；ＭＣＭＡ；收敛曲线 中图分类号：ＴＮ７１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４（２０１０）１０—００１６—０２ 正交幅度调制（ＱＡＭ）信号具有较高的频谱利用率，因而 系数向量，Ｔ是符号周期，令 ＝［ 被广泛应用于高速广播通信领域，例如数字视频广播（ＤＶＢ）， 是得到： 家用电话线网络。然而随着电平级数的增加，传输数码率变 大，电平间的间隔减小，信号的码问干扰越来越大，系统抗噪 性能变差。均衡技术被广泛用于解决通信系统中的码间干扰 问题。 ， ＝［ ｚ－ Ｈ ，于 （１） ｚ ＝Ｗ １７ 在ｋＴ时刻的输出误差是： ＝ 一厶 （２） 其中‘是基带待传输的符号，Ｕ是信道和均衡器的延时， ＣＭＡ是一种常用的均衡技术，它能有效降低ＱＡＭ信 同时得到： 号的码间干扰，但是存在收敛速度慢，剩余误差大的缺点。 ＝ 一ｚｋ （３） Ｋ．Ｎ．ＯＨ和Ｙ．０．Ｃｈｉｎ提出了一种改进型ＣＭＡ算法，该算法具 其中磊是判决生成的复数符号，可以得到均衡器的均方 有较快的收敛速度和较小的剩余误差，而且能同时纠正载波 误差是： 的频偏和相位偏移。 ＭＳＥ＝Ｅ｛１ ｌ ）＝Ｅ｛Ｉ 一‘ Ｉ ） （４） 一、自适应盲均衡 ＣＭＡ算法的代价函数是： 时域自适应均衡器是一种利用训练序列调整均衡器系数 实现消除码间干扰的均衡器。自适应均衡器在发送数据之前 进入训练模式。发送端先传输一段接收端预知的训练序列， 均衡器在接收端根据训练序列和接收序列的误差来更新均衡 （ｗ）＝Ｅ｛ （１ Ｉ 一 ） ｝， ： 器的系数。当误差达到一个较小的值的时候（１０ ），均衡器 从训练模式转为判决模式。此时均衡器把输出的硬判决信号 作为参考信号，来测量接受信号的误差，并根据误差来调整抽 头系数。然而，在一些应用场合，如多点通信网络，希望接收 机在没有确知训练序列可用的情况下能与接收信号同步，并 能调整均衡器。而且，基于利用训练序列设计的均衡器会带 来增加系统开销，降低通信效率，降低频谱利用率的问题。不 利用训练序列初始调整系数的均衡技术被称为自回复或盲均 衡。 Ｅ㈣ ｝ ＣＭＡ误差和系数的更新迭代函数分别为： ＝ （ 一 ） （６） ＋ｌ １， 一 。 ｘｋ 三、Ｍ１３ＭＡ均衡算法 ＣＭＡ的主要优点是它对载波相位偏差和频率偏差不敏 感，即使在有很大的载波频率偏差和载波相位偏差的情况下， 均衡器也能收敛到一个比较好的状态。但是，这也是ＣＭＡ算 法的一个不足之处，它必须要求一个载波跟踪环路来完成载 Ｎ．ＯＨ和Ｙ．Ｏ．Ｃｈｉｎ提出了一个改进型的 Ｇｏｄａｒｄ最早提出了ＣＭＡ恒模盲均衡算法。恒模盲均 恢复。于是学者Ｋ．在恢复星座图的同时纠正载波的频偏和 衡算法适用于所有具有恒定包络的发射信号的均衡，它是 ＣＭＡ（ＭＣＭＡ）算法，该算法修正了传统ＣＭＡ算法的代价函数为： Ｂｕｓｓｇａｎｇ算法的一个特例。ＣＭＡ算法因其较小的计算量和 相偏，二、ＧＭＡ算法 良好的收敛性能被广泛应用于非恒包络信号的盲均衡。 假设均衡器的前向滤波器Ｋ１和反馈滤波器Ｋ２的阶数 （ ）＝ （ ）＋ （ｋ） （７） 分别是ｆ和ｂ， 是均衡器接收到的复数信号向量，三．．是判决 后ｋＴ时刻的符号向量，ｚ 是ｋＴ时刻均衡器输出的符号向量， 是ｋＴ时刻的输入符号向量， 是ｋＴ时刻均衡器滤波器的 １６一 ）＝Ｅ｛（ ） ） （ ）＝Ｅ｛（乃（七） 一 ，）。 （８） 一假设发送的信号为：ｎ【七）＝ａＲ（ｋ）＋ 【ｋ），则扩散常数 ， ，图２对比了ＣＭＡ和ＭＣＭＡ的收敛曲线，ＣＭＡ算法需要 可以表示为： ㈩ 较长的收敛时间，而且有较大的剩余误差，而ＭＣＭＡ很快达 到收敛状态，而且几乎没有剩余误差。 由此可以得到误差信号以及抽头更新公式为： ｅＲ（ｋ）＝Ｙ．（ｋ）（ｙ￣（ｋ／２－ａ １ ｅｔ（后）＝ （．ｉ｝）（ ，（．ｉ｝） ，） （ｋ＋１）＝ （后）一“Ｒｅ（ｅ＊（后） （ ： （１０） ，、 （ ）一 （ （．ｉ｝） （尼）＋ （ ）－，（豇）） ‘¨’ ＝ （后）二一 “（ （ ）＿，（．｝ｉ）‰删 ，＋ （Ｉｉ｝） （ ）） … 四、ＣＭＡ和ＭＣＭＡ均衡算法仿真分析 从图１（ｂ）的仿真结果可以看到，１６ＱＡＭ信号经过多径 信道和加性高斯白噪声的污染以后，载波相位产生了偏移，而 且所有的信号点都没有聚拢，无法判决出传输的信号，从图１ （Ｃ）显示了经过均衡器后输出的信号已经收敛到星座点附近， 只是因为ＣＭＡ算法对载波的相位偏移不敏感，所有的星座点 相位都有旋转了一定的角度。 从图１（ｄ）的仿真结果可以看到，通过采用ＭＣＭＡ算法 的均衡器后，所有的星座点都收敛到标准１６ＱＡＭ的星座点附 近，而且载波的相位偏移被纠正，达到了均衡的效果。 Ｓｔ ● ｐ■ ｓ…ｒ ｐｈ （ａ） ．●一一 一弗斗謦一 一 ■一 一—十一—— 一——十一 毒 ～警～｝一｜Ｉ卜 一簟一 ｝ — － ｌ ｌ ； ‘ … …参一｝１ ～ ‘‘ Ｖ ● ・３ －２ －１Ｏ ｌ ２ ■ ●－Ｉｔ －＇干ｌ ｊ● （ｃ） （ｄ） 图１（ａ）标准１６ＱＡＭ星座； （ｂ）经过多径和高斯白噪声信道污染的星座； （ｃ）通过ＣＭＡ均衡器后的星座； （ｄ）通过ＭＣＭＡ均衡器后的星座。 图２ ＣＭＡ算法和ＭＣＭＡ算法收敛曲线对比 五、结语 本文介绍了均衡器的结构，介绍了一种常用的ＱＡＭ信 号的均衡算法ＣＭＡ，因为ＣＭＡ算法对载波的频率和相位偏 差不敏感，导致通过均衡器的信号都有一定的相偏，而改进型 ＣＭＡ算法在代价函数中分开计算信号的同相和正交分量的 代价函数，所以有效地抑制了接收信号的相位偏移。ＭＣＭＡ 算法在收敛速度、剩余误差和信号点的聚拢性方面也明显强 于ｃＭＡ算法。 参考文献 ［１］周强．均衡算法的研究【Ｄ］．上海交通大学硕士论文， ２００６． ［２］Ｌｉｎ Ｈｅ．Ａ Ｈｙｂｒｉｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｌｉｎｄ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＱＡＭ Ｓｉｇｎａｌｓ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ． ［３】石文琼．ＱＡＭ信号的自适应均衡｛支术［Ｄ］．哈尔滨工 程大学工学硕士论文，２００７． ［４］Ｊｏｈｎ Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓ．数字通 第４版）【Ｍ】．北京：￣ｑ－ｘ＿ 业出版社．２０ｏ３． 作者简介：贾佳（１９８２一），男，河南漯河人，电子科技大学 空天科学技术研究院硕士研究生，研究方向：数字通信与数字 信号处理。 一１７—
