箕舌线变步长LMS/F算法数字域自干扰消除研究

自干扰消除技术是实现带内全双工(IBFD)通信的重要前提,其中数字域自干扰消除是带内全双工通信系统中硬件复杂度最低、灵活性最高的自干扰消除技术,并且是自干扰消除的最后一道防线。然而,其消除能力仍需提升,主要是如何处理收敛速度和稳态精度之间的平衡,并且还要具备突变信道的自适应能力。文章提出了一种新的全双工系统的数字自干扰消除方法,发射链路采用数字、模拟预失真技术消除功率放大器的非线性失真,使用辅助接收链获取发射链路信号副本,在数字域中利用重构自干扰信号副本消除接收信号残余自干扰信号和功率放大器残余非线性失真,并通过在接收链与辅助接收链之间共用一个振荡器消除部分接收机相位噪声。仿真表明,该方法与已有变步长LMS消除方法相比,在信噪比为5 dB的条件下,能够在提高收敛速度的同时获得优于变步长LMS方法的消除能力。

基于箕舌线函数的变步长SOQPSK-TG盲均衡算法

针对部分响应成形偏移正交相移键控(Shaped Offset Quadrature Phase Shift Keying used in Telemetry Group,SOQPSK-TG)信号在“低仰角”遥测传输过程中存在的多径衰落问题,提出一种基于箕舌线函数的变步长盲均衡算法。该算法采用随机梯度方法迭代更新均衡器系数,通过箕舌线函数灵活控制迭代步长,解决了传统SOQPSK-TG信号盲均衡算法收敛速度慢、稳态误差大的问题。仿真结果表明,在滑行、起飞和远程飞行3种典型航空遥测场景中,所提算法能够对多径衰落信道下的SOQPSK-TG信号进行有效的均衡。相比已有算法,滑行场景下可以带来约0.5 dB的误码性能增益,起飞场景下可以带来约1 dB的误码性能增益,远程飞行场景下可以带来0.7~2 dB的误码性能增益,且该算法可以有效提升收敛速度、减小稳态误差。

基于类箕舌线的自适应变步长MPPT算法设计

为进一步提高光伏发电系统的稳定性和发电效率,使用最大功率点跟踪技术(MPPT)使输出功率最大化。对此提出一种基于类箕舌线的自适应变步长扰动观测法,该方法综合考虑跟踪速度、振荡幅度和计算复杂度等因素,分析了类箕舌线函数中参数α和β的不同取值对算法的影响。应用Matlab/Simulink分别在改变光照强度和温度两种情况下进行仿真,并与定步长扰动观测法进行对比。仿真结果表明,所提算法明显提高了跟踪速度,改善了靠近MPP时功率的振荡问题,相比于传统算法具有明显优越性。算法计算复杂度小,跟踪性能好,可应用于算力较小的MPPT控制器中。

基于箕舌线函数的快速凸组合最小均方算法

在分析凸组合最小均方(CLMS)自适应滤波算法性能的基础上,针对其联合参数λ(n)需要复杂指数运算的缺点,提出一种新的快速CLMS(FCLMS)算法。该算法采用修正箕舌线函数来替代原算法的Sigmoid函数,从而在保证算法收敛性能的同时合理避免了指数运算,在一定程度上提高了算法的灵活性。仿真结果验证了新算法与原算法相比有同样好的收敛性能并在计算量上明显小于原算法。

基于箕舌线函数的变步长归一化最小均方算法

对变步长归一化最小均方(VS-NLMS)自适应算法进行了讨论,针对其在自适应过程渐进稳态时对噪声干扰过于敏感的不足做了改进。同时,为了协调其低稳态误差与快速跟踪性能间的矛盾,引入基于相关误差项的变步长调整方案,同时采取了替代Sigmoid函数的箕舌线函数作为步长迭代公式,大大降低了计算复杂度。仿真结果表明,改进后的算法不仅具备优于归一化最小均方算法的收敛性能,同时具备了更小的稳态失调和快速灵敏的时变跟踪能力。

一种类箕舌线函数的变步长归一化自适应滤波算法

在综合考虑自适应滤波算法设计中收敛速度、稳态误差、计算复杂度和跟踪性能等指标的基础上,该文提出一种类箕舌线函数的变步长归一化自适应滤波算法,用类箕舌线函数代替Sigmoid函数作为步长迭代公式,引入基于相关误差的变步长调整原则,在大大增强算法稳定性的同时大幅度提升了算法的收敛速度、跟踪性能,减小了算法的计算复杂度。在Matlab平台上分析了改进的步长函数中参数α,β以及γ的不同取值对算法的影响,并将该文算法与已有的基于Sigmoid函数和基于箕舌线函数的变步长LMS算法进行了比较,仿真结果表明,该文算法有更快的收敛速度、更好的跟踪能力以及较小的稳态误差和较强的鲁棒性。

基于改进粒子群算法的快速反射镜自抗扰控制

为了提高快速反射镜(fast steering mirror,FSM)的跟踪精度和扰动抑制能力,建立了基于自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC)的FSM闭环控制系统,并对ADRC的参数整定方法进行研究。由于ADRC参数用试凑法整定效率低,用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法整定容易陷入局部最优,因此提出一种惯性权重基于箕舌线调整的改进PSO(improved PSO,IPSO)算法。通过系统仿真实验,在考虑卫星平台振动的情况下,采用基于IPSO、PSO的ADRC和传统比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制器分别控制FSM。结果表明,在跟踪不同频率的高频正弦信号时,采用基于IPSO的ADRC控制的FSM跟踪精度相较其他两种控制器控制FSM的跟踪精度均有明显提升。