[發(fā)明專利]頻域自適應(yīng)反饋均衡器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210090499.0
• 申請(qǐng)日: 2012-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102821073A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·布爾杜;四方英邦;小林圣峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: IMEC公司;松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04L25/03
• 分類號(hào): H04L25/03;H04L27/01
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 錢孟清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及其中施加自適應(yīng)反饋均衡的單載波通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在戶外無(wú)線應(yīng)用中，多徑信道呈現(xiàn)很長(zhǎng)的脈沖響應(yīng)，這可導(dǎo)致數(shù)十微米的延遲擴(kuò)展。這在例如蜂窩或廣播應(yīng)用中尤其重要。當(dāng)以高速在這些信道上傳輸時(shí)，所導(dǎo)入的碼間干擾(ISI)可跨越數(shù)百個(gè)碼元，并且因此使接收到的信號(hào)嚴(yán)重失真。為了應(yīng)對(duì)這些ISI，在接收機(jī)處需要很長(zhǎng)的判定反饋均衡器(DFE)來(lái)準(zhǔn)確地恢復(fù)所傳輸?shù)男盘?hào)。由于必需滿足特定的性能要求，因此這種均衡器的設(shè)計(jì)可能是很復(fù)雜的，并且占據(jù)較大的芯片面積。

由前饋(FF)和反饋(FB)濾波器構(gòu)成的判定反饋均衡器(DFE)在本領(lǐng)域中是公知的。由于其減少ISI的有效性，它們優(yōu)選是線性均衡器。這些術(shù)語(yǔ)主要來(lái)自其很有效地取消ISI的后體部分的能力。假設(shè)信道脈沖響應(yīng)在接收機(jī)處已知，這通過(guò)最佳地計(jì)算前饋和反饋系數(shù)來(lái)完成。當(dāng)這不是此情況并且傳輸在大量碼元上(如例如在廣播系統(tǒng)中)擴(kuò)展時(shí)，自適應(yīng)DFE提供用以在沒(méi)有關(guān)于信道的任何現(xiàn)有知識(shí)的情況下自適應(yīng)地計(jì)算濾波系數(shù)的裝置。根據(jù)系統(tǒng)定義，該自適應(yīng)可在數(shù)據(jù)輔助(訓(xùn)練)模式或非數(shù)據(jù)輔助(盲)模式中進(jìn)行。

雖然訓(xùn)練或盲DFE可提供令人滿意的性能，但是即使在高延遲擴(kuò)展信道中，其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性隨著以碼元時(shí)刻的數(shù)量表達(dá)的信道長(zhǎng)度線性地增加。當(dāng)該長(zhǎng)度達(dá)到數(shù)百個(gè)碼元時(shí)刻時(shí)，運(yùn)算的次數(shù)可能容易超過(guò)每碼元一千次復(fù)乘。對(duì)于通常是寬帶系統(tǒng)的10MHz的碼元速率，這轉(zhuǎn)換成每秒100億次復(fù)乘，這需要很高的功耗和/或硅面積。為了減少DFE實(shí)現(xiàn)的負(fù)擔(dān)，已提出了頻域(FD)技術(shù)，其允許執(zhí)行所謂的快速卷積(或相關(guān))，由此顯著地減少實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性。

考慮到對(duì)線性均衡器使用FD處理是相當(dāng)簡(jiǎn)單的，原因在于它是快速卷積或相關(guān)的直接應(yīng)用。相反，很少且不總是令人信服地解決DFE的反饋部分的FD處理。在論文“地面電視接收機(jī)的盲判定反饋均衡(Blind?Decision?Feedback?Equalization?for?Terrestrial?Television?Receivers)”(M.Ghosh，Proc.IEEE，vol.86，no.10，pp.2070-2081，1998年10月)和“疊接保留用于吞吐量有效的單載波傳輸?shù)念l域DFE(Overlap?and?Save?Frequency?Domain?DFE?for?Throughput?Efficient?Single?Carrier?Transmission)”(S.Tomasin，IEEE?16th?Int’l?Symp.Personal，Indoor?and?Mobile?Radio?Communications，2005年9月)中呈現(xiàn)的FDDFE只具有FD中的前饋部分。主要原因是FD塊處理本身不會(huì)容易地有助于反饋處理。“隨時(shí)間變化信道上的單載波系統(tǒng)中的組合有頻域前饋濾波器的DFE結(jié)構(gòu)(Frequency?Domain?Feedforward?Filter?Combined?DFE?Structure?in?Single?Carrier?Systems?over?Time-varying?Channels)”(B.Liu等人，IEEE?Trans.Cons.Electronics，vol.54，no.4，2008年11月)中的FD方法主要針對(duì)具有循環(huán)擴(kuò)展的單載波(SC)系統(tǒng)，并且還限于FF部分。在“頻域和多速率的自適應(yīng)濾波(Frequency-domain?and?Multirate?Adaptive?Filtering)”(J.Shynk，IEEE?Signal?Proc.Magazine，vol.9，no.1，pp.14-37，1992年1月)中，包括權(quán)重更新的FF和FB部分兩者在FD中完成，但是FB比TD情況下的性能更差，因?yàn)樵贒FT之后獲取的新判定直到計(jì)算下一DFT才被反饋回去。

關(guān)于符號(hào)約定，普通拉丁字符用于時(shí)域信號(hào)(a)而顎化(tilde)字符用于頻域信號(hào)矢量和矩陣分別由單下劃線和雙下劃線(a和)標(biāo)示。上標(biāo)^*、^T和^H分別指示復(fù)共軛、矩陣轉(zhuǎn)置和復(fù)共軛轉(zhuǎn)置。矢量的哈達(dá)瑪(Hadamard)(即，逐個(gè)元素)乘積由⊙運(yùn)算符指示。本說(shuō)明書(shū)中由跟下標(biāo)字母表示的任何矩陣指示補(bǔ)零矩陣。運(yùn)算符表示FFT塊運(yùn)算。

在更詳細(xì)地描述本領(lǐng)域已知的判定反饋均衡方案之前，介紹系統(tǒng)模型。傳輸基于復(fù)多徑信道上可能的復(fù)碼元序列，并受加性高斯白噪聲影響。接收到的信號(hào)x(t)的離散時(shí)間等效物可表達(dá)為：