[發明專利]一種基于單比特量化采樣的超寬帶頻域線性均衡方法

無效

• 申請號: 200810156819.1
• 申請日: 2008-09-26
• 公開（公告）號: CN101383791A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 符權;尹華銳;王衛東;王俊;徐佩霞
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04B1/69
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 汪祥虬

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及超寬帶信號的頻域均衡技術。?

背景技術

超寬帶(Ultra-Wideband，簡稱UWB)通信技術是實現高速無線通信的一種重要技術。由于其多徑分辨能力強，多徑數目非常之多。隨著信息速率的增大，符號間干擾(Inter-SymbolInterference：ISI)或者脈沖間干擾(Inter-Pulse?Interference：IPI)越來越嚴重，因此信道均衡技術是超寬帶通信中的關鍵技術。?

1993年《國際電子與電氣工程師協會軍事通信會議》(Military?CommunicationsConference，IEEE?Conference)文集第447-450頁首先提出了跳時多址的脈沖超寬帶的概念。美國《國際電子與電氣工程師協會通信專題雜志》(Selected?Areas?inCommunications，IEEE?Journal?on)2002年第9期出版了專題為UWB在多址無線通信中的應用的專刊。其中，第1754-1766頁分析了基于發送參考、自相關的脈沖無線電超寬帶信號接收方法，并進一步分析了瑞克(RAKE)接收機的性能。結果表明，雖然RAKE接收性能較好，但是其僅能夠適合無符號間干擾的場合，而且處理復雜度較高。然而，當UWB技術應用于高速數據通信時，不可避免的存在ISI或者IPI，因此在高速數據通信時RAKE接收不適用。?

美國《國際電子與電氣工程師協會通信學報》(IEEE?Transaction?on?Communications)2007年第6期第1164-1173頁和第8期第1525-1535頁分別提出了基于二進制相移鍵控(BPSK)和四進制雙正交鍵控(4BOK)調制的直擴超寬帶(DS-UWB)系統的時域均衡方法，分析了時域線性均衡和判決反饋均衡方法。然而，這些方法復雜度高，不容易實現。而且，當信道長度較長時(大于10階)，時域均衡方法比頻域均衡方法復雜度要高；且當信道長度較長時判決反饋均衡穩定性較差，容易造成錯誤傳播。為了克服這些缺點，可以采取在均衡前面插入RAKE接收以縮短所需均衡信道的有效長度。然而，一般的RAKE接收復雜度還是比較高的。?

為了降低復雜度和接收機功耗，美國《國際電子與電氣工程師協會無線通信學報》(IEEE?Transaction?on?Wireless?Communication)2005年第4期第1337-1344頁提出了基于單比特采樣的UWB無線通信接收方法。該方法對不同的單比特采樣的脈沖無線電接收方法進行了性能仿真，在仿真中選擇以理想的無噪聲接收波形作為參考信號進行單比特(1-Bit)接收，該方法理論上等同于匹配接收。在加性白高斯信道和信號全精度量化條件下，匹配接收具有最優性能。然而，當信號采樣采取單比特量化采樣時，匹配接收機并不是最優接收機。?

發明內容

本發明的目的是提出一種基于單比特量化采樣的超寬帶無線通信信道頻域線性均衡方法，以在接收機端通過均衡技術收集多徑信號能量，進而消除符號間干擾和脈沖間干擾，使接收機在多徑衰落信道環境中逼近最優接收機的性能。?

本發明基于單比特量化采樣的超寬帶頻域線性均衡方法，其特征在于：首先，對單比特量化采樣接收序列r(n)＝sign(h(n)*s(n)+v(n))進行串并轉換，組成長度為N的采樣序列數據塊r＝[r(0)，r(1)，…，r(N-1)]^T；其中，sign(·)表示單比特量化操作，s(n)為基帶波形采樣序列，h(n)為信道長度L的沖激響應序列，v(n)為噪聲序列，運算符號*表示線性卷積操作，上標^T表示矩陣轉置；然后，對接收到的每一個采樣序列數據塊進行快速傅里葉變換(FFT)運算，得到接收信號的頻域系數?0≤k＜M；其中，快速傅里葉變換運算處理長度M必須滿足M≥N≥L，數據不足的進行補零；同時把已知的信道信息序列h(n)進行快速傅里葉變換運算，得到信道序列頻域系數H(k)；最后，使用頻域線性均衡方法對信號進行信道均衡處理，得到頻域均衡序列R_e(k)＝R(k)H_e(k)，其中，H_e(k)為頻域線性均衡系數。?