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基于成對載波和混沌加密的有線保密電話系統(tǒng)(08-100)

—— 基于成對載波和混沌加密的有線保密電話系統(tǒng)
作者:修瑨 徐欣 孫彬 解放軍信息工程大學信息工程學院 時間:2009-02-26 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  為了從合成信號中減去自身的下行信號(即信號抑制),衛(wèi)星站必須精確地估算自身下行信號的各項參數(shù),如經(jīng)過傳輸?shù)男盘柗茸兓㈩l偏、相位的偏差、和傳輸延遲等參數(shù)。信號抑制技術(shù)是PCMA技術(shù)的核心。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/91765.htm

  2.2 回波抵消器的基本原理與仿真

  由PCMA的基本原理可知,在PCMA的實現(xiàn)過程中,信號抑制的實現(xiàn)實質(zhì)上就是對自身回波的抵消?,F(xiàn)代處理回波的主要技術(shù)是基于自適應(yīng)濾波器實現(xiàn)的。自適應(yīng)回波抵消器將遠端語言信號輸入到一個自適應(yīng)濾波器以產(chǎn)生復(fù)制回波,然后將遠端信號經(jīng)過回波路徑產(chǎn)生的真回波與復(fù)制出來的假回波接入一個減法器相減,達到小數(shù)回波的目的。由于通路的傳輸特性是時變的,所以這種復(fù)制要利用殘余回波來進行自適應(yīng),使濾波器的傳輸函數(shù)始終跟蹤著回波路徑傳輸函數(shù)的變化。

  回波抵消器通過將參考信號輸入自適應(yīng)傳輸濾波器來產(chǎn)生回波復(fù)制,如圖2.2所示。如果傳輸濾波器的傳輸函數(shù)與回波路徑一致,則復(fù)制回波將與真實回波相同,回波就可以得到完全抵消。因此,實現(xiàn)回波抵消器的核心算法是自適應(yīng)濾波算法。

 

  圖2.2回波抵消器的基本原理

  2.3 回波抵消算法與仿真

  目前,用于回波抵消的自適應(yīng)算法主要有兩類:一類是最小平方算法((LMS算法)),一類是最小均方誤差法(NLMS算法)。LMS算法的主要優(yōu)點是算法簡單,軟硬件實現(xiàn)較容易,但小信號時收斂速度慢。NLMS算法是對LMS小信號時收斂速度慢的一個改進,且軟、硬件成本增加不多。變步長的LMS算法及后續(xù)的改進算法都是針對LMS算法中步長為固定值進行的,將步長改為根據(jù)輸入信號或誤差信號的可調(diào)函數(shù),從而加快收斂速度,同時盡量改善收斂精度,不過,其軟硬件成本相應(yīng)增加。

  下面我們主要介紹LMS算法和NLMS算法,并對它們進行仿真比較。

  1)LMS算法

  回波抵消器中的LMS算法就是通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)濾波器系數(shù)wk,使得殘余回波的平方誤差的期望值達到最小。事實上,LMS算法是依據(jù)最陡下降法來更新濾波器系數(shù)wk的.如果橫向濾波器的系數(shù)wk按以下式(1)自適應(yīng)變化,則其均方誤差最小。

  Wk(i+1)=wk(i)+2m[e(i)y(i-l)] (1)

  而在實際應(yīng)用中,上述操作一般用N個抽樣短時平均代替:

  (2)

  當N=I時,就得到最小均方LMS算法,即隨機梯度算法。LMS算法中步長μ決定了自適應(yīng)濾波器的收斂性能.μ較大時,收斂速度較快,但如果μ過大,系數(shù)將發(fā)散。當μ較小時,收斂誤差較小,但收斂速度變慢。

  在上圖用MATLAB對LMS算法仿真的結(jié)果中,可以看到,經(jīng)過若干次修正之后,生成的估計值與產(chǎn)生的模擬接收波形基本重合了,說明如果輸入的是發(fā)送波形和回波波形,可以有效的產(chǎn)生出后續(xù)發(fā)送波形的回波波形。



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