摘 要： 針對CMA+DDLMS雙模式盲均衡算法對相位不敏感、收斂速度慢、突然切換容易造成誤碼率升高以及算法不穩定等問題，提出一種基于聯合誤差控制的變步長雙模切換盲均衡算法。與現有雙模式算法相比，新算法引入變步長因子有效提高算法收斂速度，同時采用聯合絕對剩余誤差和判決區域控制的雙模切換保證算法的穩健性。采用 16QAM 系統的仿真結果表明，新算法具有抗干擾能力強、收斂精度高和收斂速度快等特點。
關鍵詞： 盲均衡；變步長；VSMCMA-DDLMS算法；最小均方算法；雙模切換；判決域
在現代通信系統中，為了在有限頻帶內傳輸更多的信息，多采用高效的調制方式進行傳輸。由于信道的非理想傳輸特性以及信道傳輸特性的復雜化等因素的綜合作用，使發送序列在傳遞過程中會產生碼間干擾（ISI）和信道間干擾（ICI）。為了保證通信質量，克服碼間干擾，就必須采用盲均衡技術以補償信道特性，從而正確恢復發送序列。均衡的目的是使輸出端的輸出序列盡可能地接近發送端的發送序列。盲均衡技術的突出特點是僅憑接收序列本身的統計特性來均衡通信信道的特性，而不依靠訓練序列。
常數模算法CMA（Constant Modulus Algorithm）和判決引導最小均方誤差算法DD-LMS（Decision Directed-LMS）是Bussgang[1]類盲均衡算法中的兩種特殊的算法。對于高階QAM信號，雖然CMA算法可穩健地收斂，但剩余誤差卻不為零，將會造成較高的誤碼率。DD-LMS算法雖然剩余誤差為零，但卻不具備冷啟動的能力。參考文獻[2]采用CMA算法作為冷啟動算法，當其誤碼率降至某一數量級就切換到DD-LMS算法，該算法存在收斂速度慢、無法克服相位旋轉以及誤收斂現象等缺點，使其應用受到一定限制。
在修正恒模算法MCMA（Modify-CMA）[4]的基礎上，參考文獻[5]采用由MCMA盲均衡算法作為冷啟動，當判決錯誤率達到足夠低的水平時切換到DD-LMS算法，克服了相位旋轉的問題，提高了通信質量，但誤碼率仍比較高且存在切換不穩定的現象。本文將修正恒模算法和判決引導算法相結合，通過聯合絕對剩余誤差和判決域實現兩種盲均衡算法之間的切換，同時引入了變步長算法。仿真結果表明，該算法不僅具有較快的收斂速度和較好的穩健性，而且具有較高的收斂精度。
1 盲均衡算法
盲均衡系統的等效模型框圖如圖1所示。
從圖3可以看出，在存在信道相位偏移時，CMA算法輸出的星座圖偏移了一個角度，且CMA+DDLMS雙模算法仍然存在相位偏移的現象；MCMA算法和MCMA+DDLMS雙模算法以及基于聯合誤差控制的VS_MCMA +DDLMS算法都很好地消除了相位偏移，且在同樣的條件下，MCMA+DDLMS雙模算法輸出星座圖比MCMA緊促密集，VS_MCMA+DDLMS雙模算法輸出星座圖比MCMA+DDLMS要更加緊促，有效地提高了均衡的準確度，實現了更高效的通信。
5種盲均衡算法的收斂特性曲線如圖4所示。從圖4可以看出，CMA算法收斂后，穩態均方誤差比較大，且波動較大；MCMA算法在一定程度上降低了穩態均方誤差；CMA+DDLMS雙模算法的收斂性能有所改善，但均衡后波動仍較大；MCMA+DDLMS雙模算法隨著算法的收斂均衡波動減小了很多，誤碼率也有所降低；本文提出的算法在初始階段由于采用變步長算法控制，初始階段波動較大，加快了收斂速度，算法趨于收斂后波動較小，同時在MCMA+DDLMS雙模算法的基礎上極大地降低了誤碼率。
本文在MCMA的基礎上提出了一種基于聯合誤差控制的VS_MCMA+DDLMS雙模式盲均衡算法，該算法根據均衡輸出信號在星座圖上所處區域以及剩余誤差函數進行切換，將VS_MCMA和DDLMS算法有效結合起來，增強了算法的穩健性，提高了算法的收斂速度。采用16QAM信號的仿真結果表明，該算法可較好地糾正信號的相位誤差，均衡后的星座圖更加緊促密集，有效降低了穩態均方誤差，能更好地解決復雜系統的信道均衡問題。
參考文獻
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