基于平衡正交多小波变换的模糊神经网络盲均衡方法技术

技术编号:4085575 阅读:228 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公布了一种基于平衡正交多小波变换的模糊神经网络盲均衡方法,本发明专利技术方法首先将时域信号进行平衡正交多小波变换转变为变换域信号,然后对变换后的信号进行能量归一化处理,最后通过对均方误差曲线的分析,构建了模糊规则,并利用神经网络的自动调节功能和模糊理论对不确定信息的处理能力构造了一种盲均衡控制器,该控制器能够根据模糊规则对迭代过程中的步长进行自动调整,从而克服了传统恒模方法由于采用固定步长造成的收敛速度与收敛精度之间的矛盾。本发明专利技术方法具有较快的收敛速度和较小的稳态误差,抗干扰性能好。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及一种,属于多小波 模糊神经网络盲均衡方法的

技术介绍
盲自适应均衡是一种不需要训练序列的本身自适应的均衡技术,能够有效的节省 水声通信的带宽,提高通信效率。盲均衡方法中,恒模方法原理简单、性能稳健、运算量小 而被广泛使用,但由于采用了固定步长,而存在收敛速度和收敛精度之间的矛盾。研究表 明,学习步长与方法的收敛速度和收敛精度密切相关,学习步长大,则收敛速度快,但收敛 精度比较差,也可能导致方法发散;学习步长小,则收敛速度慢,但是可以有效的提高算法 的收敛精度(见文献[1]:肖瑛.基于水声信道盲均衡算法研究[D].哈尔滨哈尔滨工程 大学,2006.)。为此,人们提出了许多变步长方法。例如基于均方误差(MSE)变换的变步 长恒模盲均衡方法,主要通过MSE的变换来控制步长的变化,以改进恒模方法的收敛性能 (见文献[2]赵宝峰,赵菊敏,张立毅.基于MSE变换的变步长恒模盲均衡算法[J].太原 理工大学学报,2005,36 (4) 395-397);基于对数正态误差函数的变步长盲均衡方法法,主 要通过调整对数正态误差函数的均值与方差来优化算法的性能(见文献[3]郭业才,韩迎 鸽,饶伟,张艳萍.基于对数正态误差函数的变步长盲均衡算法[J].系统仿真学报,2007, 19(6) =1224-1226);基于神经网络的盲均衡方法,利用神经网络设计均衡器(见文献[4] 白煜.基于模糊神经网络理论盲均衡算法的研究[D].太原太原理工大学,2005.);这些 方法的区别在于改变步长的机制不同,但都是变步长类的方法,都存在收敛速度和收敛精 度的矛盾。而研究表明,输入信号自相关矩阵特征值的发散程度也能影响方法的收敛性能, 特征值的发散程度越小,方法的收敛性能越好(见文献[5]陈莉.自适应滤波算法与应用 研究[D].西安西安电子科技大学,2006)。于是,有了变换域自适应滤波的思想。基于以上分析,为了克服上面所述方法所存在的收敛速度和收敛精度之间的矛 盾,从学习步长和信号的变化域两方面进行改进出发,专利技术了一种基于平衡正交多小波变 换的模糊神经网络盲均衡方法(MWT-FNN-BEA)。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术存在的缺陷,提供一种基于平衡正交多小波变换的模 糊神经网络盲均衡方法。本专利技术为实现上述目的,采用如下技术方案本专利技术,其特征在于包括如 下步骤a.)将发射信号a (η)经过脉冲响应信道得到信道输出向量b (η),其中η为正整数 表示时间序列,下同;b.)采用信道噪声ν (η)和步骤a所述的信道输出向量b (η)得到盲均衡器的输入序列:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于平衡正交多小波变换的模糊神经网络盲均衡方法,其特征在于包括如下步骤:a.)将发射信号a(n)经过脉冲响应信道得到信道输出向量b(n),其中n为正整数,表示时间序列,下同;b.)采用信道噪声v(n)和步骤a所述的信道输出向量b(n)得到盲均衡器的输入序列:x(n)=b(n)+v(n);c.)将步骤b所述的盲均衡器的输入序列x(n)经过平衡正交多小波变换得到输出信号:y(n)=Vx(n),其中V为平衡正交多小波变换矩阵;d.)将步骤c所述的输出信号y(n)经过功率归一化后与当前时刻盲均衡器权系数w(n)作卷积后得到盲均衡器输出信号:z(n)=w(n)*y(n);e.)将步骤d所述的盲均衡器输出信号z(n)经过判决器得到发射信号a(n)的估计*(n);步骤d所述的盲均衡器权系数w(n)的获取如下:将均方误差(MSE)及均方误差的偏差(ΔMSE=MSE(n)-MSE(n-1))作为模糊神经网络控制器的输入,并用该控制器的输出及常数模算法(CMA)和现时刻盲均衡器权系w(n)来得到下一时刻盲均衡器权系数w(n+1),即w(n+1)=w(n)+μ(n+1)R-1(n)e(n)y(n)z↑[*](n)其中,z↑[*](n)为均衡器输出信号的z(n)的共轭,μ(n+1)为第n+1时刻均衡器迭代步长,R↑[-1](n)为归一化能量构成的对角阵,即R↑[-1](n)=diag[σ↓[J,k,0]↑[2](n),σ↓[J,k,l]↑[2](n),…,σ↓[J,k,m]↑[2](n),σ↓[J+1,k,0]↑[2](n),…,σ↓[J,k,m]↑[2](n)],且σ↓[J,k,m]↑[2](n+1)=βσ↓[J,k,m]↑[2](n)+(1-β)|r↓[p,k]↑[m](n)|↑[2]其中,β为迭代系数,r↓[p,k]↑[m](n)表示尺度参数为p、平移参数为k的第m维多小波系数,σ↓[J,k,m]↑[2](n)为r↓[p,k]↑[m](n)的均方误差。...

【技术特征摘要】
一种基于平衡正交多小波变换的模糊神经网络盲均衡方法,其特征在于包括如下步骤a.)将发射信号a(n)经过脉冲响应信道得到信道输出向量b(n),其中n为正整数,表示时间序列,下同;b.)采用信道噪声v(n)和步骤a所述的信道输出向量b(n)得到盲均衡器的输入序列x(n)=b(n)+v(n);c.)将步骤b所述的盲均衡器的输入序列x(n)经过平衡正交多小波变换得到输出信号y(n)=Vx(n),其中V为平衡正交多小波变换矩阵;d.)将步骤c所述的输出信号y(n)经过功率归一化后与当前时刻盲均衡器权系数w(n)作卷积后得到盲均衡器输出信号e.)将步骤d所述的盲均衡器输出信号z(n)经过判决器得到发射信号a(n)的估计步骤d所述的盲均衡器权系数w(n)的获取如下将均方误差(MSE)及均方误差的偏差(ΔMSE=MSE(n) MSE(n 1))作为模糊神经网络控制器的输入,并用该控制器的输出及常数模算法(CMA)和现时刻盲均衡器权系w(n)来得到下一时刻盲均衡器权系数w(n+1),即w(n+1)=w(n)+μ(n+1)R 1(n)e(n)y(n)z*(n)其中,z*(n)为均衡器输出信号的z(n)的共轭,μ(n+1)为第n+1时刻均衡器迭代步长,R 1(n)为归一化能量构成的对角阵,即且 <mrow><msubsup> <mi>&sigma;</mi> <mrow><mi>J</mi><mo>,</mo><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>m</mi> </mrow> <mn>2</mn></msubsup><mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msubsup> <mi>&beta;&sigma;</mi> <mrow><mi>J</mi><mo>,</mo><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>m</mi> </mrow> <mn>2</mn></msubsup><mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>&beta;</mi> <mo>)</mo></mrow><msup> <mrow><mo>|</mo><msubsup> <mi>r</mi> <mrow><mi...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭业才刘振兴
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:84[中国|南京]

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