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最小均方演算法誤差

發布時間: 2024-11-24 13:02:31

① 當滿足什麼條件時,MMSE估計即為LMS演算法

MMSE估計就是最小均方誤差估計,通過求得一個合適的信道沖擊響應(CIR),使得通過CIR計算出的接收數據與實際數據的誤差的均方和最小。

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我上個月剛做過基於塊狀導頻信息的LTE物理層上行信道的頻域信道估計以及信道均衡。

部分演算法如下(以下是基於單載波的)

假設循環前綴已經消除了實踐彌散信道帶來的符號間干擾,保證了子載波之間的正交性。並且信道為慢衰落信道,在一個OFDM符號內,可以認為保持不變。

均衡器接收到的信號可以表示為
y(t)=x(t)*h(t)+n(t)

y(t)為均衡器接收到的信號,h(t)為系統等效的沖擊響應,x(t)為原始的輸入信號,n(t)為系統中的雜訊。

信道估計的任務就是在已知發送參考信息的情況下,對接受到的參考信息進行分析,選擇合適的演算法得到參考信息的信道沖擊響應,即h(t),而數據信息的信道沖擊響應則可以通過插值得到。

1) 最小二乘估計(LS)
該演算法的目的是

有正交性原理,則可得LS估計

該估計為無偏估計,每估計一個新到衰落系數只需一次乘法,缺點是受雜訊影響較大。

2) 線性最小均方誤差估計(MMSE)
LMMSE估計屬於統計估計,需要對信道的二階統計量進行估計,利用信道相關性可以置信道雜訊提高估計性能。以最小均方誤差(MMSE)為准則,如下式:

為了降低計算的復雜度,一般將 用它的期望值 代替,信道性能不會產生明顯惡化,則上式可變為

其中 為一個僅與調試的星座的大小有關的值, 為平均信噪比。
該演算法的復雜度較高,隨著X的改變, 須不斷更新。

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不知道你的是物理模型和數據結構是什麼樣的,頻域估計還是時域估計,基於導頻信息還是盲信道估計?

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有點悲劇,Word裡面的公式我不知道怎麼插進來

② lms瀛︿範綆楁硶鐨勬ラ

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③ lms演算法是什麼

LMS(Least mean square)演算法,即最小均方誤差演算法。

lms演算法由美國斯坦福大學的B Widrow和M E Hoff於1960年在研究自適應理論時提出,由於其容易實現而很快得到了廣泛應用,成為自適應濾波的標准演算法。在濾波器優化設計中,採用某種最小代價函數或者某個性能指標來衡量濾波器的好壞,而最常用的指標就是均方誤差,也把這種衡量濾波器好壞的方法叫做均方誤差准則。

lms演算法的特點

根據小均方誤差准則以及均方誤差曲面,自然的我們會想到沿每一時刻均方誤差 的陡下降在權向量面上的投影方向更新,也就是通過目標函數的反梯度向量來反 復迭代更新。由於均方誤差性能曲面只有一個唯一的極小值,只要收斂步長選擇恰當, 不管初始權向量在哪,後都可以收斂到誤差曲面的小點,或者是在它的一個鄰域內。

④ 實戰數字信號處理之三十四 最小均方誤差(MMSE)均衡器

在數字信號處理領域,最小均方誤差(MMSE)均衡器是一種先進的均衡技術,旨在通過考慮雜訊影響,實現與迫零均衡器相比更優性能。MMSE均衡器通過權衡雜訊增強與干擾抑制,旨在最小化均方誤差。

MMSE濾波器設計的目標是同時最小化誤差方差和偏差,即最小化均方誤差。具體地,設計一個長度為N的FIR MMSE均衡器時,考慮了一個離散時間信道模型,其模型包含延遲項以反映信道和均衡器的延遲。在訓練階段,假設接收的信息符號已知,用於濾波器優化。

誤差信號反映了均衡器對接收到的符號的影響。通過MMSE均衡器設計,可以重新表達誤差信號,以反映FIR均衡器對接收信號的處理方式。維納濾波器問題要求找到能最小化均方誤差ξ的均衡器濾波器系數w。

在復信號情況下,誤差信號的表達式經過調整,涉及復濾波器系數和復接收信號。均方誤差(MSE)可以被導出為包含自相關矩陣和互相關向量的函數。為找到MSE最小化的復抽頭權重,通常通過求解維納-霍夫方程。

MMSE均衡器的另一種形式允許端到端系統延遲,通過引入信噪比(SNR的倒數)與信道矩陣的共軛轉置和單位矩陣的相互作用,提供了一種更為靈活的設計方式。在無雜訊信道情況下,MMSE均衡器和迫零均衡器的解相同,但允許更大的系統設計靈活性。

MMSE均衡器的設計依賴於接收機的通道矩陣、雜訊方差等信息。通過求解特定方程,可以找到最優的均衡器延遲,即矩陣的最大對角元素的索引。

為了設計和測試MMSE均衡器,可以使用MATLAB函數,該函數基於相關公式提供延遲優化設計。通過在相同信道模型下進行模擬,可以評估MMSE均衡器在不同延遲和抽頭長度下的性能。優化後的MMSE均衡器能夠有效補償信道引入的失真,如圖8.11所示。

均衡器延遲對通信鏈路性能至關重要,直接影響檢測器塊的性能。優化均衡器延遲的MATLAB函數(如zf_equalizer.m和mmse_equalizer.m)已集成計算最優決策延遲的代碼,基於公式8.21和8.42的優化演算法。

通過代碼片段演示MMSE均衡器在不同抽頭長度下的延遲優化過程。對於每個選定的抽頭長度,均衡器延遲被掃描,並將均方誤差(MSE)可視化比較。具有最小MSE的均衡器具有最佳延遲。相同的方法可用於測試迫零均衡器的延遲優化。

⑤ 如何用計算請問如何做信道估計中的MMSE估計

MMSE估計就是最小均方誤差估計,通過求得一個合適的信道沖擊響應(CIR),使得通過CIR計算出的接收數據與實際數據的誤差的均方和最小。

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我上個月剛做過基於塊狀導頻信息的LTE物理層上行信道的頻域信道估計以及信道均衡。

部分演算法如下(以下是基於單載波的)

假設循環前綴已經消除了實踐彌散信道帶來的符號間干擾,保證了子載波之間的正交性。並且信道為慢衰落信道,在一個OFDM符號內,可以認為保持不變。

均衡器接收到的信號可以表示為
y(t)=x(t)*h(t)+n(t)

y(t)為均衡器接收到的信號,h(t)為系統等效的沖擊響應,x(t)為原始的輸入信號,n(t)為系統中的雜訊。

信道估計的任務就是在已知發送參考信息的情況下,對接受到的參考信息進行分析,選擇合適的演算法得到參考信息的信道沖擊響應,即h(t),而數據信息的信道沖擊響應則可以通過插值得到。

1) 最小二乘估計(LS)
該演算法的目的是

有正交性原理,則可得LS估計

該估計為無偏估計,每估計一個新到衰落系數只需一次乘法,缺點是受雜訊影響較大。

2) 線性最小均方誤差估計(MMSE)
LMMSE估計屬於統計估計,需要對信道的二階統計量進行估計,利用信道相關性可以置信道雜訊提高估計性能。以最小均方誤差(MMSE)為准則,如下式:

為了降低計算的復雜度,一般將 用它的期望值 代替,信道性能不會產生明顯惡化,則上式可變為

其中 為一個僅與調試的星座的大小有關的值, 為平均信噪比。
該演算法的復雜度較高,隨著X的改變, 須不斷更新。

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不知道你的是物理模型和數據結構是什麼樣的,頻域估計還是時域估計,基於導頻信息還是盲信道估計?

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