[發明專利]一種自適應均衡器及使用該均衡器的接收機系統

有效

• 申請號: 200910046266.9
• 申請日: 2009-02-17
• 公開（公告）號: CN101478510A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 居峰;管云峰;張文軍;何大治;梁偉強;黃戈
• 申請（專利權）人: 上海高清數字科技產業有限公司
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種單載波頻域自適應均衡器使用該均衡器的接收機系統，尤其是指利用 信號幀的數據自循環特性的頻域自適應均衡器使用該均衡器的接收機系統，屬于頻域自適 應均衡器領域。

背景技術

基于頻域均衡的單載波傳輸技術SC-FDE是一種解決單載波寬帶無線通信系統中的碼 間干擾問題的方法。SC-FDE有效地結合了OFDM和單載波傳輸的優點，使用了計算效率 很高的FFT運算，數字信號處理的復雜程度和OFDM相當。SC-FDE系統具有較強的克 服頻率選擇性衰落的能力，并克服了OFDM系統的部分不足。如果SC-FDE系統在頻域均 衡后與時域判決反饋均衡相結合，可以增強系統抗多徑干擾的能力。所以，廉價的功率放 大器可以得到高效率地使用，從而使得具有較長待機時間和電池壽命的移動終端變得較為 便宜。

數字接收機的接收信號會受到同步偏差、信道衰落和各種噪聲的影響，假設系統已經 完成同步或者信號中已經消除了同步偏差的影響，接收信號就可以簡單表示為發送信號和 信道時域沖激響應的線性卷積并疊加噪聲分量：

y＝h*x+w????(5)

其中，h是信道時域沖激響應，x是發送信號(包括幀頭PN和幀體數據d)，w是噪 聲，在頻域看：

Y＝HX+W????(6)

SC-FDE系統就是基于在時域的兩個序列的卷積等價于它們的傅立葉變換的乘積，如 圖1所示使用FFT運算，將接收到的時域信號y(n，l)的分組塊變換到頻域Y(n，k)，然后在 頻域進行均衡得到，均衡后得到再用IFFT變換回到時域在時域進行判決 就能得到對發送信號的估計值

假設信道的準靜態假設能夠滿足，則：

X(n，k)＝FFT_N[x(n，l)]，0≤k≤N-1(1)

如果保護間隔的長度大于信道的最大多徑延遲，那么圖1中有：

Y(n，k)＝X(n，k)H(n，k)+W(n，k)通過信道估計能夠得到信道響應的估計值 則可以在頻域實現均衡：

并最終通過IFFT變換得到非畸變的時域信號：

傳統的單載波頻域均衡有兩種信號幀結構：循環前綴(CP)和特字(UW)。前者是在 發送端把數據段尾部數據重復放到數據段前面，也就是通常所說的循環前綴，這樣能夠保 證數據的循環特性，得到數據與信道沖激響應的循環卷積(CP)，采用循環前綴的單載波 系統如圖1所示，由于CP的內容隨著數據的變化而變化，是無法預知的，因此不能用于 信道估計和同步；另一種稱為特字(UW)的方式，就是在數據段的前后都放一個相同的 已知序列，序列長度能夠覆蓋多徑延遲，這樣保證數據的循環特性，特字和循環前綴的區 別如圖2所示，然而現有的這兩種結構都面臨頻帶利用率比較低的問題，單獨使用循環前 綴的方式無法對于信道做出準確的估計，實際使用中需要借助于在數據中插入大量的的導 頻來完成對于信道的估計，這樣會降低系統傳輸的頻帶利用率；特字(UW)的方式雖然 可以不依賴于導頻完成對于信道的估計，但是由于在每個幀信號的前后都要插入一段長度 能夠覆蓋多徑延遲的已知序列，系統的頻帶利用率也比較低。即現有的頻域均衡算法不能 很好的兼顧非時變信道和高速時變信道的性能，單單使用頻域自適應均衡算法準確性高， 但是跟蹤速度慢；使用信道估計的輸出給頻域均衡器的抽頭預置抽頭速度快但是準確度不 夠；而且新制訂的中國地面數字電視國家標準(標準編號GB?20600-2006，以下簡稱國標) 采用的信號幀結構比較特別，若要采用單載波頻域均衡實現數字接收機，需要針對國標獨 特的PN序列幀頭設計和符號保護間隔填充方式研究頻域均衡算法，要求保證在系統最大 的頻帶利用率的情況下接收機能獲得在非時變頻率選擇性信道下面突出的載噪比性能并 兼顧在快速時變信道下面的快速捕獲和跟蹤性能。

發明內容

針對如上背景技術中所涉及的問題，本發明主要解決的技術問題是：針對國標的獨特 幀頭設計提供簡單易實現的頻域均衡器及使用該均衡器的接收機系統。

本發明提供的技術方法是：針對國標固定幀頭PN595單載波模式采用一種利用數據自 循環的頻域自適應均衡器及使用該均衡器的接收機系統即：

1、一種自適應均衡器，包括：

頻域自適應濾波器，具有用于數據信號時/頻域轉換的FFT和IFFT模塊和頻域均衡模 塊，以及