[發(fā)明專利]單載波時頻混合均衡方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910057683.3
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101989965A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李衛(wèi)國;黃思寧;楊勇;龍必起;黃彩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海明波通信技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的信號均衡方法。本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)所述信號均衡方法的裝置。

背景技術(shù)

在無線通信中，數(shù)據(jù)傳輸面臨嚴(yán)重的多徑時延，導(dǎo)致符號間干擾(ISI)。在對抗多徑衰落信道方面，基本的技術(shù)可以分為單載波傳輸與多載波傳輸兩大類。對于單載波系統(tǒng)，一般采用時域均衡的方式來消除ISI，但是單載波的時域均衡運(yùn)算代價大。在美國數(shù)字電視地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)ATSC(8VSB)中，即使接收機(jī)的均衡器抽頭階數(shù)已經(jīng)做到了幾百階，也只能對付幾十微秒的靜態(tài)多徑，對強(qiáng)回波和快速變化的動態(tài)多徑仍然無能為力。多載波的OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)有對抗多徑衰落能力強(qiáng)，頻譜利用率高等特點(diǎn)，但也有峰均比過大，對頻偏敏感等特點(diǎn)。

單載波頻域均衡由于采用了單載波頻域均衡的方式，既避免了傳統(tǒng)單載波傳輸方式在時域均衡復(fù)雜度過高的缺點(diǎn)，又避免了OFDM的缺點(diǎn)，日益成為了研究熱點(diǎn)，而且已經(jīng)納入了IEEE802.16無線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的傳輸方案中。但是由于頻域均衡[包括迫零均衡與MMSE(Minimum?mean-squared-error，最小均方誤差)均衡]在對抗深衰落信道等情況下，存在剩余ISI，信號有色噪聲影響，制約了單載波頻域均衡的性能，為解決這個問題，已有一些人對此進(jìn)行了研究。Dav?id?Fal?coner等人在文獻(xiàn)“Frequency?DomainEqual?izat?ion?for?Single-Carrier?Broadband?Wireless?Systems”(IEEECommun.Mag.，Vol.40，No.4，April?2002)中提出了一種FD-DFE(頻域判決反饋均衡)的單載波頻域均衡結(jié)構(gòu)，由于前饋的FDE(Frequency-Domain-Equalizaion，頻域均衡)及反饋的DFE(Deci?sion-Feedback-Equal?i?zat?ion，判決反饋均衡)系數(shù)是聯(lián)動的，這影響了系統(tǒng)的靈活性，而且在低SNR(信噪比)的條件下，這種形式的判決反饋更容易引起誤差擴(kuò)散。YuZhu與Khaled?Ben在文獻(xiàn)“Single?CarrierFrequency?Domain?Equalization?with?Time?Domain?Noise?Prediction?forWideband?Wireless?Communications”(IEEE?Transactions?on?wirelesscommunications，Vol.5，NO.12，December?2005)中提出了FDE-NP(頻域均衡噪聲預(yù)測)的結(jié)構(gòu)，它將頻域均衡系數(shù)與噪聲預(yù)測的系數(shù)獨(dú)立進(jìn)行優(yōu)化，減小了復(fù)雜度，但是由于反饋抽頭太少，性能不太理想。在美國專利US20040021795A1中也提到了一種頻域均衡加時域噪聲預(yù)測的結(jié)構(gòu)，但是該結(jié)構(gòu)采用硬判方式，誤差擴(kuò)散大，而且要獲取較優(yōu)性能時，需采用多階抽頭系數(shù)，硬件開銷大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種單載波時頻混合均衡方法，既在對抗多徑衰落信道方面具有很好的性能，又能明顯改善深衰落信道的頻域均衡性能；為此，本發(fā)明還要提供一種具有復(fù)雜低的實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的單載波時頻混合均衡方法，包括以下步驟：根據(jù)已知訓(xùn)練序列的特性采用信道估計(jì)算法在時域進(jìn)行信道估計(jì)，估計(jì)出時域信道響應(yīng)；將接收數(shù)據(jù)及時域信道響應(yīng)變換到頻域，進(jìn)行頻域均衡；頻域均衡后，進(jìn)行IFFT(快速傅里葉反變換)變換，恢復(fù)出頻域首次均衡后的時域數(shù)據(jù)；預(yù)測出當(dāng)前時刻色噪聲并在時域進(jìn)行消除，實(shí)現(xiàn)色噪聲頻譜的白化，完成單載波時頻混合均衡。

本發(fā)明的單載波時頻混合均衡裝置，包括：

信道估計(jì)單元，根據(jù)已知訓(xùn)練序列特性采用信道估計(jì)算法估計(jì)出時域信道響應(yīng)；

第一FFT(快速傅里葉變換)單元，將接收數(shù)據(jù)變換為頻域數(shù)據(jù)；

第二FFT單元，將時域信道響應(yīng)變換到頻域，得到頻域信道響應(yīng)；

頻域均衡單元，對所述頻域數(shù)據(jù)和頻域信道響應(yīng)進(jìn)行頻域均衡；

IFFT單元，將均衡后的數(shù)據(jù)變換到時域，恢復(fù)出頻域首次均衡后的時域數(shù)據(jù)；

時域去噪器，接收FFT單元恢出的頻域首次均衡后的時域數(shù)據(jù)，預(yù)測出當(dāng)前時刻色噪聲并在時域進(jìn)行消除，實(shí)現(xiàn)色噪聲頻譜的白化，完成單載波時頻混合均衡。