通信中的自适应信号处理PDF电子书下载

目录 1

第1章　绪论 1

1.1 自适应滤波器的基本概念 1

1.1.1 自适应滤波器的基本概念和结构 1

1.1.2 自适应滤波器的发展回顾 4

1.1.3 自适应滤波器的基本特征与基本单元 6

1.2　通信系统的一般概念 7

1.2.1　通信系统的组成 7

1.2.2　通信系统的分类 8

1.2.3　模拟通信系统与数字通信系统 9

1.2.4　信息及其度量 10

1.2.5　通信系统的主要性能指标 11

1.3　通信中自适应信号处理的典型应用 12

1.3.1　通信中的回波抵消 12

1.3.2　数据通信中的信道均衡 15

1.3.3　线性预测编码 16

1.3.4　通信中的噪声抵消 17

1.3.5　通信系统的辨识 18

参考文献 19

第2章 自适应滤波器的基本原理 20

2.1　维纳滤波器 20

2.1.1　线性最优滤波问题 20

2.1.2　离散时间维纳滤波器 21

2.1.3　正交性原理 22

2.2　横向自适应滤波器 23

2.2.1　横向自适应滤波器的结构及其性能函数 23

2.2.2　二次型性能表面的搜索 25

2.3　最小均方（LMS）算法 28

2.3.1　LMS算法 28

2.3.2　LMS算法的性能分析 30

2.3.3　LMS自适应滤波器的改进形式 36

2.3.4　应用中需要注意的问题 40

2.4　递归最小二乘（RLS）自适应滤波器 43

2.4.1　线性最小二乘原理 44

2.4.2　递归最小二乘自适应滤波器 45

2.4.3　应用中需要注意的问题 47

2.5　其他自适应滤波器算法与结构 47

2.5.1　格型自适应滤波器 47

2.5.2　IIR型自适应滤波器 51

2.5.3　块自适应滤波器 52

2.5.4　变换域自适应滤波器 56

2.5.5　LMF算法 58

参考文献 58

第3章　通信信号波形的数字表示 60

3.1 连续时间信号的采样与采样定理 60

3.1.1 由连续时间信号得到数字信号 60

3.1.2　低通采样定理 60

3.1.3　混叠与防混叠措施 61

3.1.4　带通采样定理 63

3.1.5 采样方法——PAM调制 64

3.2　量化与脉冲编码调制（PCM） 67

3.2.1　量化的基本原理 67

3.2.2　均匀量化 69

3.2.3　非均匀量化 69

3.2.4　自适应量化 72

3.2.5　量化误差分析 72

3.2.6　脉冲编码调制（PCM） 75

3.3 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）与增量调制（DM） 78

3.3.1　差分脉冲编码调制（DPCM） 78

3.3.2　自适应预测器 80

3.3.3 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM） 81

3.3.4　线性增量调制（DM） 82

3.3.5 自适应增量调制（ADM） 83

3.4.1　语音通信中的声码器（Vocoder） 84

3.4　其他编码方式 84

3.4.3　子带编码（SBC） 88

3.4.2　自适应正交变换编码 88

3.5　第三代移动通信系统中应用的编码技术 91

3.5.1　IMT—2000概述 91

3.5.2 自适应多速率语音编码（AMR） 91

参考文献 94

第4章　通信中的自适应系统辨识 97

4.1 自适应系统辨识的概念 97

4.2　全极点模型的估计 98

4.2.1　直接型结构的参数估计 98

4.2.2　格型结构的参数估计 102

4.3　极点-零点模型的辨识 104

4.3.1　已知激励 105

4.3.2　未知激励 105

4.3.3　非线性最小二乘最优化 106

4.4.1　信号多径传输引起的问题 108

4.4　多径通信信道的自适应辨识 108

4.4.2　多径信道的自适应辨识 109

4.4.3　扩频通信中的自适应信道辨识 110

参考文献 112

第5章　码间干扰与信道均衡 114

5.1　通信信道的非理想特性与码间干扰（ISI） 114

5.1.1　通信信道 114

5.1.2　通信信道的非理想特性 115

5.1.3　码间干扰 116

5.1.4　存在噪声和ISI时的最佳接收机 120

5.1.5　信道均衡 123

5.2　信道的线性均衡 124

5.2.1　信道的等效离散时间模型 124

5.2.2　迫零均衡器 125

5.2.3　线性MSE均衡器 127

5.3.1 自适应均衡器及性能 129

5.3 自适应信道均衡 129

5.3.2　卡尔曼滤波 130

5.3.3　LMS类自适应均衡 132

5.3.4　RLS自适应均衡 133

5.4　其他信道均衡方法 134

5.4.1　分数间隔均衡器（FSE） 134

5.4.2　判决反馈均衡器（DFE） 135

5.4.3　DFE的变化形式 136

5.5　通信信道的盲均衡 138

5.5.1　基于梯度下降算法的盲均衡 138

5.5.2　基于高阶统计量的盲均衡 140

5.5.3　基于循环倒谱的盲均衡 142

5.6　基于分数低阶统计量的均衡方法 144

5.6.1　引言 144

5.6.2　Alpha稳定分布过程与分数低阶统计量 145

5.6.3　基于分数低阶统计量的均衡方法 148

参考文献 153

第6章　通信中的自适应噪声抵消（ANC）技术 156

6.1 自适应噪声抵消的基本原理 156

6.2 自适应噪声抵消系统的分析 158

6.2.1　衡量自适应噪声抵消系统的指标 158

6.2.2　两路噪声的统计相关特性与ANC系统的抵消能力 159

6.2.3 自适应滤波器的性能与ANC的抵消能力 161

6.3 自适应陷波滤波器 162

6.3.1 陷波滤波器 162

6.3.2　自适应陷波滤波器 163

6.4　频率域自适应噪声抵消系统 165

6.4.1　频率域LMS自适应算法 165

6.4.2　频率域自适应噪声抵消系统 167

6.5　通信系统中近端串扰的自适应抵消 168

6.5.1 串扰与近端串扰（NEXT） 168

6.5.2　串扰抵消与全双工传输 170

6.5.3　ANC的多相位结构 171

6.5.4　码率干扰抵消器 172

6.5.5　分布计算结构的ANC 174

6.6　通信系统中回波的自适应抵消 177

6.6.1　通信系统的回波 177

6.6.2 自适应回波抵消系统的基本原理 178

6.6.3　PAM系统的回波抵消 180

6.6.4　QAM系统的回波抵消 180

6.6.5　正交频分复用（OFDM）系统的回波抵消 182

6.7 自适应噪声抵消技术的其他应用 185

6.7.1 多参考信号的噪声抵消 185

6.7.2　医学信号分析中干扰噪声的抵消 187

6.7.3　语音信号中的噪声消除 190

6.7.4　阵列信号旁瓣干扰的抵消 190

6.7.5　信号中周期性干扰的消除与自适应自调谐滤波器 193

6.7.6　自适应谱线增强器 194

参考文献 196

第7章 自适应时间延迟估计 198

7.1 时间延迟估计的基本原理 198

7.1.1　基本概念 198

7.1.2　时间延迟估计的主要应用领域 199

7.1.3　几种主要时间延迟估计方法及相互关系 201

7.2　LMS自适应时间延迟估计方法 207

7.2.1　LMSTDE的基本原理 207

7.2.2　LMSTDE的结构与算法 209

7.2.3　LMSTDE的性能 209

7.2.4　LMSTDE的计算机模拟 212

7.3　广义相关时间延迟估计的自适应实现 213

7.3.1　概述 213

7.3.2　SCOT加权的广义相关自适应时间延迟估计 213

7.3.3　相位变换加权的广义相关自适应时间延迟估计 215

7.3.4　最大似然加权的广义相关自适应时间延迟估计 216

7.3.5　HB加权的广义相关自适应时间延迟估计 217

7.3.6　维纳加权的广义相关自适应时间延迟估计 218

7.3.7　Eckart加权的广义相关自适应时间延迟估计 220

7.4　时变条件下的自适应时间延迟估计 221

7.4.1　时变环境及对策 221

7.4.2　直接LMS自适应时间延迟估计方法 222

7.4.3　信噪比与时间延迟解耦的自适应时间延迟估计方法 225

7.5 多源多径条件下的时间延迟估计 227

7.5.1 多源多径问题的概念 227

7.5.2　多源多径信号模型及分辨率 227

7.5.3　高分辨率的多源时间延迟估计 229

7.5.4　高分辨率的多径时间延迟估计 233

7.6　非高斯环境下的自适应时间延迟估计 235

7.6.1　分数低阶Alpha稳定分布条件下时间延迟估计算法的退化 235

7.6.2　基于分数低阶统计量的时间延迟估计 236

7.6.3　基于高阶累积量的自适应时间延迟估计 243

参考文献 245

第8章 自适应阵列信号处理 247

8.1　阵列的基本原理 247

8.1.1 空间信号表示 248

8.1.2　窄带信号的调制与解调 249

8.1.3　阵列信号模型及空间采样 249

8.1.4　常见阵列 250

8.2　阵列信号处理的统计模型 254

8.2.1　窄带信号的延迟 254

8.2.2　连续时间信道模型 254

8.2.3　阵列信号处理的统计模型 255

8.3　波束形成 256

8.3.1　空间匹配滤波器 257

8.3.2　锥化截取波束形成 259

8.3.3　最佳波束形成 260

8.3.4　广义旁瓣消除器 264

8.4.1　样本矩阵求逆（SMI） 265

8.4 自适应波束形成 265

8.4.2　波束形成器的对角加载 266

8.4.3　波束形成器的实现 268

8.5　MUSIC算法 269

8.5.1　基本MUSIC算法及改进 270

8.5.2　求根MUSIC算法 271

8.5.3　韧性的MUSIC算法 272

8.6　其他自适应阵列处理算法 273

8.6.1　ESPRIT算法 273

8.6.2　线性约束最小方差波束形成 275

8.6.3　部分自适应阵列 275

8.6.4　旁瓣消除器 277

8.7 空间-时间自适应处理（STAP） 278

参考文献 280

9.1.1 自适应天线系统的概念 282

9.1.2　向量信道的冲激响应与空间特征 282

9.1 自适应天线系统原理 282

第9章 自适应天线系统 282

9.1.3 自适应阵列的最佳权向量 284

9.1.4　权向量的自适应算法 285

9.2　恒模算法 287

9.2.1　最速下降算法 287

9.2.2　最小二乘算法 288

9.2.3　亚高斯和超高斯信号 290

9.2.4　广义恒模算法 292

9.2.5　广义恒模算法性能的分析 293

9.3　恒模阵列 296

9.3.1　恒模阵列与自适应信号对消器 296

9.3.2　恒模阵列的性能分析 298

9.3.3　多信号的恢复恒模阵列 300

9.3.4　输出信干噪比和信噪比 301

9.4.1　信号模型与最佳组合 303

9.4　基于子空间的自适应阵列算法 303

9.4.2　基于子空间的自适应阵列算法 305

参考文献 308

第10章　移动通信中的自适应信号处理 310

10.1　CDMA系统概述 310

10.1.1　几种典型的多址技术 310

10.1.2　CDMA的关键技术 315

10.2　CDMA系统中信道噪声的自适应消除 322

10.2.1　CDMA信号及信道描述 322

10.2.2　CDMA信道噪声的消除 324

10.2.3　脉冲干扰噪声下CDMA信道噪声的消除 328

10.3　CDMA系统的自适应多用户检测 330

10.3.1 多用户检测的概念 330

10.3.2 自适应多用户检测 334

10.3.3 自适应判决反馈检测器 338

10.4.1　盲信号处理的概念与分类 340

10.4　CDMA中的盲信号处理 340

10.4.2　CDMA中的盲多用户检测 341

参考文献 344

第11章　网络通信中的自适应信号处理 346

11.1　网络通信的基本概念 346

11.1.1　计算机与通信的相互融合 346

11.1.2　网络通信的基本概念 346

11.1.3　网络通信的协议体系结构 349

11.2 网络宽带接入中的自适应信号处理 353

11.2.1　网络宽带接入的主要方法 353

11.2.2　ADSL宽带接入技术 356

11.2.3　ADSL中的自适应信号处理 358

11.3　网络中的自适应路由选择 362

11.3.1　路由选择的概念与方法 362

11.3.2　自适应路由选择方法 363

参考文献 366