分组交换网络传输信道分类选择算法优化研究
王林林+王成良+文俊浩
摘 要： 为了提高分组交换网络的信道均衡性，改善通信质量，降低网络传输的误码率，提出一种基于判决反馈自适应筛选的分组交换网络传输信道分类选择算法。采用自适应加权控制对分组交换网络的信道相位信息进行星座图划分，采用横向时域滤波器方法进行信道中的干扰抑制，然后结合判决反馈自适应筛选方法实现网络传输信道的分类选择及均衡处理。最后进行实验分析，结果表明采用该算法进行分组交换网络传输信道分类选择时，信道的自适应均衡性能较好，网络数据传输的误码率较低。
关键词： 分组交换网络； 传输信道； 分类选择； 自适应均衡
中图分类号： TN711?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0136?03
Abstract： In order to improve the channel balance of packet switching network and quality of communication， and reduce the bit error rate of network transmission， a packet switching network transmission channel classification selection algorithm based on decision feedback adaptive screen is proposed in this paper. The adaptive weighted control is adopted to perform constellation graph partition for channel phase information of packet switching network. The transverse time?domain filter method is used to carry out interference suppression in channel， and then the decision feedback adaptive filtering method is combined to realize the network transmission channel classification selection and balance processing. The experimental analysis results show when the algorithm is used for transmission channel choice of the packet switching network， the adaptive equalization performance of channel is good and the error rate of network data transmission is low.
Keywords： packet switched network； transmission channel； classification selection； adaptive equalization
隨着网络信息技术的发展，采用网络通信进行数据传输成为人们进行数据传输和信息交流的必备手段，构建分组交换网络，实现低频、中频、高频、甚高频和特高频信号与信息的交互，并通过信道均衡和调制解调，以提高数据传输的质量[1]。在分组交换网络中，由于分组交换网络信道的多普勒效应会产生强烈的干扰和数据传输信道的失衡，导致分组交换网络数据传输质量降低，才需要进行卫星传输信道的分类优化选择[2]，提高网络通信的质量。本文提出一种基于判决反馈自适应筛选的分组交换网络传输信道分类选择算法，通过信道均衡优化设计，使用信道分类选择优化，改善分组交换网络的组网和通信传输性能。
1 网络传输信道分类选择算法改进实现
1.1 基于自适应加权控制的网络信道星座图划分
在上述进行了分组交换网络的传输信道模型构建的基础上，进行信道分类选择算法优化设计。本文提出一种基于判决反馈自适应筛选的分组交换网络传输信道分类选择算法。采用自适应加权控制对分组交换网络的信道相位信息进行星座图划分[3]。首先构建横向时域滤波器进行网络的信道干扰抑制，横向时域滤波器结构框图如图1所示[4]。根据图1所示的横向时域滤波器结构模型进行分组交换网络的信道传输性能优化分析，采用最小均方误差（LMS）准则进行线性横向均衡分析，得到网络的完整的涵盖频带内的波特间隔为：
根据各路径与直达路径之间的相位偏移，采用自适应加权控制进行信道的模糊自适应筛选，得到自适应加权控制的决策函数为：
1.2 基于判决反馈自适应筛选的信道分类选择
通过对网络信道星座图划分，结合判决反馈自适应筛选方法实现网络传输信道的分类选择及均衡处理。基于直接序列扩频原理，得到分组交换网络的星座图的半径为，采用QAM调制进行多普勒扩展，此时满足：
通过上述处理，结合判决反馈自适应筛选方法实现网络传输信道的分类选择及均衡处理，提高了分组交换网络的传输信道质量。
2 仿真实验分析
实验中，分组交换网络进行数据传输的码元速率[6]为100 kBaud，横向时域滤波器的阶数为10，迭代步长分别为0.023，，，多径幅度参数为（1，0.5，-0.3，0.15，-0.15），多径时延参数[7?8]为（0，0.6，1.6，3.0，3.5），载波频率为3 kHz，采用BPSK调制数据信息为测试信号，采用自适应加权控制对分组交换网络的信道相位信息进行星座图划分和相位偏移抑制，得到分组交换网络的传输信道的星座图如图2所示。
由图2可见，采用本文方法进行信道的星座图划分，使得信道的均衡分配性能较好，从而实现传输信道的分类选择，图3给出了采用不同方法进行信道分类选择后的分组交换网络的输出的误码对比结果。
分析图3结果得知，采用本文方法进行分组交换网络的傳输信道分类选择，降低了传输过程中的输出误码元，降低了输出误码率，提高了网络传输的质量。
3 结 语
为了降低分组交换网络传输的误码率，本文提出一种基于判决反馈自适应筛选的分组交换网络传输信道分类选择算法。首先构建分组交换网络的信道均衡模型，采用自适应加权控制对分组交换网络的信道相位信息进行星座图划分，采用横向时域滤波器方法进行信道中的干扰抑制，结合判决反馈自适应筛选方法实现网络传输信道的分类选择及均衡处理。研究结果表明，采用本文算法进行分组交换网络传输信道分类选择，信道的自适应均衡性能较好，网络数据传输的误码率较低。
参考文献
[1] 王红霞，尹建方，潘成胜.Ka频段卫星通信的信道特性及系统性能仿真[J].火力与指挥控制，2008，33（6）：121?124.
[2] 刘琴涛，刘宏波，马俊凯.Raptor码在卫星通信中抗干扰性能研究[J].计算机与数字工程，2013，41（7）：1054?1056.
[3] 雍明远，梁俊，袁小刚.宽带移动卫星通信信道模型研究[J].通信技术，2009，42（1）：65?67.
[4] 刘家亮，王海燕，姜喆，等.垂直线列阵结构对PTRM阵处理空间增益的影响[J].鱼雷技术，2010，18（4）：263?267.
[5] 刘昊晨，梁红.线性调频信号参数估计和仿真研究[J].计算机仿真，2010，27（14）：157?159.
[6] 郑纪彬，朱文涛，苏涛，等.一种新的高速多目标快速参数化检测算法[J].电子与信息学报，2013，35（2）：381?387.
[7] LIN Y P， VAIDYANATHAN P P. Theory and design of two?dimensional filter bank： A review [J]. Multidimensional system & signal processing， 1996， 7（3/4）： 263?330.
[8] SUZUKI T， KUDO H. Two?dimensional non?separable block?lifting structure and its application to M?channel perfect reconstruction filter banks for lossy?to?lossless image coding [J]. IEEE transactions on image processing， 2015， 24（12）： 4943?4951.
摘 要： 为了提高分组交换网络的信道均衡性，改善通信质量，降低网络传输的误码率，提出一种基于判决反馈自适应筛选的分组交换网络传输信道分类选择算法。采用自适应加权控制对分组交换网络的信道相位信息进行星座图划分，采用横向时域滤波器方法进行信道中的干扰抑制，然后结合判决反馈自适应筛选方法实现网络传输信道的分类选择及均衡处理。最后进行实验分析，结果表明采用该算法进行分组交换网络传输信道分类选择时，信道的自适应均衡性能较好，网络数据传输的误码率较低。
关键词： 分组交换网络； 传输信道； 分类选择； 自适应均衡
中图分类号： TN711?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0136?03
Abstract： In order to improve the channel balance of packet switching network and quality of communication， and reduce the bit error rate of network transmission， a packet switching network transmission channel classification selection algorithm based on decision feedback adaptive screen is proposed in this paper. The adaptive weighted control is adopted to perform constellation graph partition for channel phase information of packet switching network. The transverse time?domain filter method is used to carry out interference suppression in channel， and then the decision feedback adaptive filtering method is combined to realize the network transmission channel classification selection and balance processing. The experimental analysis results show when the algorithm is used for transmission channel choice of the packet switching network， the adaptive equalization performance of channel is good and the error rate of network data transmission is low.
Keywords： packet switched network； transmission channel； classification selection； adaptive equalization
隨着网络信息技术的发展，采用网络通信进行数据传输成为人们进行数据传输和信息交流的必备手段，构建分组交换网络，实现低频、中频、高频、甚高频和特高频信号与信息的交互，并通过信道均衡和调制解调，以提高数据传输的质量[1]。在分组交换网络中，由于分组交换网络信道的多普勒效应会产生强烈的干扰和数据传输信道的失衡，导致分组交换网络数据传输质量降低，才需要进行卫星传输信道的分类优化选择[2]，提高网络通信的质量。本文提出一种基于判决反馈自适应筛选的分组交换网络传输信道分类选择算法，通过信道均衡优化设计，使用信道分类选择优化，改善分组交换网络的组网和通信传输性能。
1 网络传输信道分类选择算法改进实现
1.1 基于自适应加权控制的网络信道星座图划分
在上述进行了分组交换网络的传输信道模型构建的基础上，进行信道分类选择算法优化设计。本文提出一种基于判决反馈自适应筛选的分组交换网络传输信道分类选择算法。采用自适应加权控制对分组交换网络的信道相位信息进行星座图划分[3]。首先构建横向时域滤波器进行网络的信道干扰抑制，横向时域滤波器结构框图如图1所示[4]。根据图1所示的横向时域滤波器结构模型进行分组交换网络的信道传输性能优化分析，采用最小均方误差（LMS）准则进行线性横向均衡分析，得到网络的完整的涵盖频带内的波特间隔为：
根据各路径与直达路径之间的相位偏移，采用自适应加权控制进行信道的模糊自适应筛选，得到自适应加权控制的决策函数为：
1.2 基于判决反馈自适应筛选的信道分类选择
通过对网络信道星座图划分，结合判决反馈自适应筛选方法实现网络传输信道的分类选择及均衡处理。基于直接序列扩频原理，得到分组交换网络的星座图的半径为，采用QAM调制进行多普勒扩展，此时满足：
通过上述处理，结合判决反馈自适应筛选方法实现网络传输信道的分类选择及均衡处理，提高了分组交换网络的传输信道质量。
2 仿真实验分析
实验中，分组交换网络进行数据传输的码元速率[6]为100 kBaud，横向时域滤波器的阶数为10，迭代步长分别为0.023，，，多径幅度参数为（1，0.5，-0.3，0.15，-0.15），多径时延参数[7?8]为（0，0.6，1.6，3.0，3.5），载波频率为3 kHz，采用BPSK调制数据信息为测试信号，采用自适应加权控制对分组交换网络的信道相位信息进行星座图划分和相位偏移抑制，得到分组交换网络的传输信道的星座图如图2所示。
由图2可见，采用本文方法进行信道的星座图划分，使得信道的均衡分配性能较好，从而实现传输信道的分类选择，图3给出了采用不同方法进行信道分类选择后的分组交换网络的输出的误码对比结果。
分析图3结果得知，采用本文方法进行分组交换网络的傳输信道分类选择，降低了传输过程中的输出误码元，降低了输出误码率，提高了网络传输的质量。
3 结 语
为了降低分组交换网络传输的误码率，本文提出一种基于判决反馈自适应筛选的分组交换网络传输信道分类选择算法。首先构建分组交换网络的信道均衡模型，采用自适应加权控制对分组交换网络的信道相位信息进行星座图划分，采用横向时域滤波器方法进行信道中的干扰抑制，结合判决反馈自适应筛选方法实现网络传输信道的分类选择及均衡处理。研究结果表明，采用本文算法进行分组交换网络传输信道分类选择，信道的自适应均衡性能较好，网络数据传输的误码率较低。
参考文献
[1] 王红霞，尹建方，潘成胜.Ka频段卫星通信的信道特性及系统性能仿真[J].火力与指挥控制，2008，33（6）：121?124.
[2] 刘琴涛，刘宏波，马俊凯.Raptor码在卫星通信中抗干扰性能研究[J].计算机与数字工程，2013，41（7）：1054?1056.
[3] 雍明远，梁俊，袁小刚.宽带移动卫星通信信道模型研究[J].通信技术，2009，42（1）：65?67.
[4] 刘家亮，王海燕，姜喆，等.垂直线列阵结构对PTRM阵处理空间增益的影响[J].鱼雷技术，2010，18（4）：263?267.
[5] 刘昊晨，梁红.线性调频信号参数估计和仿真研究[J].计算机仿真，2010，27（14）：157?159.
[6] 郑纪彬，朱文涛，苏涛，等.一种新的高速多目标快速参数化检测算法[J].电子与信息学报，2013，35（2）：381?387.
[7] LIN Y P， VAIDYANATHAN P P. Theory and design of two?dimensional filter bank： A review [J]. Multidimensional system & signal processing， 1996， 7（3/4）： 263?330.
[8] SUZUKI T， KUDO H. Two?dimensional non?separable block?lifting structure and its application to M?channel perfect reconstruction filter banks for lossy?to?lossless image coding [J]. IEEE transactions on image processing， 2015， 24（12）： 4943?4951.
