[發(fā)明專(zhuān)利]高階正交幅度調(diào)制系統(tǒng)中基于I/Q路幅值的多模盲均衡方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410073580.7
• 申請(qǐng)日: 2014-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103873404B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆朝星;周三文;盧滿(mǎn)宏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京遙測(cè)技術(shù)研究所;航天長(zhǎng)征火箭技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L25/03
• 分類(lèi)號(hào): H04L25/03
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心11009
• 代理人: 范曉毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字無(wú)線(xiàn)通信傳輸技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)接收機(jī)中高階正交幅度調(diào)制信號(hào)的多模盲均衡方法，尤其涉及高階正交幅度調(diào)制系統(tǒng)中基于I、Q路幅值的多模盲均衡方法。

背景技術(shù)

在寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，除了傳輸信道的噪聲，信號(hào)經(jīng)歷的信道還有地面站設(shè)備、星上的功率放大器等。衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的帶通濾波器、發(fā)射機(jī)以及其他通信設(shè)備中都不同程度地存在著非線(xiàn)性相位響應(yīng)。碼間干擾（ISI）被認(rèn)為是在移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信信道中實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕系K，而均衡技術(shù)正是對(duì)付碼間干擾的一項(xiàng)技術(shù)。均衡技術(shù)能夠很大程度上減少碼間干擾，改善非線(xiàn)性失真引起的頻譜擴(kuò)展、星座扭曲以及信道畸變等問(wèn)題，提高系統(tǒng)的傳輸速率。

均衡按照不同的方法分類(lèi)主要有：基于最大似然序列檢測(cè)準(zhǔn)則、使用系數(shù)可調(diào)的線(xiàn)性濾波器，利用已檢測(cè)的符號(hào)來(lái)抑制當(dāng)前被檢測(cè)符號(hào)中的ISI，即判決反饋均衡。均衡器的基本結(jié)構(gòu)包括橫向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)、判決反饋結(jié)構(gòu)等。根據(jù)所采樣的數(shù)據(jù)不同，均衡的算法還可以分為數(shù)據(jù)輔助均衡和盲均衡。盲均衡可以分為基于梯度算法的Bussgang盲均衡和基于二階統(tǒng)計(jì)量和高階統(tǒng)計(jì)量的盲均衡等。

數(shù)據(jù)輔助的最小均方（LMS）均衡算法收斂相對(duì)較慢，只能跟蹤慢速變化的信道。由D.N.Godard提出的恒模算法（CMA）均衡方法對(duì)相移鍵控（PSK）調(diào)制最佳，但是對(duì)正交幅度調(diào)制（QAM）信號(hào)，收斂時(shí)的誤差信號(hào)并不為0。由K.N.Oh提出的多模算法（MMA）均衡方法是把QAM信號(hào)星座點(diǎn)劃分到同相（I）正交（Q）兩路等模信號(hào)的一系列算法。這樣均衡誤差信號(hào)變小，可以有較大的步長(zhǎng)，且收斂得更快。

設(shè)a(n),n=1,2,...為發(fā)送的調(diào)制符號(hào)數(shù)據(jù)，接收信號(hào)x(n)經(jīng)過(guò)均衡后為y(n)，CMA算法的代價(jià)函數(shù)J(n)表示為：

J(n)=E[(|y(n)|^p-R_p)²]

其中，R_p=E[|a(n)|^2p]E[|a(n)|^p]，p為設(shè)計(jì)參數(shù)。

CMA算法均衡器的濾波器系數(shù)W(n)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，該系數(shù)組可表示為W(n)={w₀(n),w₁(n),...,w_L-1(n)}。W(n)的更新方法可表示為：

其中，表示對(duì)代價(jià)函數(shù)求偏導(dǎo)，μ為系數(shù)更新的步長(zhǎng)，X(n)為L(zhǎng)個(gè)接收信號(hào)的集合，表示為X(n)={x(n-L+1),...,x(n-1),x(n)}。特別的，當(dāng)p=2代價(jià)函數(shù)J(n)表示為：

J(n)=E[(|y(n)|²-R₂)²]

其中，

所以，濾波器系數(shù)的更新表示為：

把QAM調(diào)制信號(hào)的同相與正交支路分別做均衡的修正算法稱(chēng)為多模均衡算法（MMA），其代價(jià)函數(shù)為

J(n)=J_R(n)+J_I(n)

J_I(n)=E[(|y_I(n)|^p-R_p,I)²]

J_Q(n)=E[(|y_Q(n)|^p-R_p,Q)²]

其中，a_I(n)、a_Q(n)分別為星座點(diǎn)的實(shí)部和虛部。

MMA算法濾波器系數(shù)的更新為：

其中，誤差函數(shù)為：

e(n)=e_I(n)+je_Q(n)

e_I(n)=y_I(n)(|y_I(n)|²-R_2,I)

e_Q(n)=y_Q(n)(|y_Q(n)|²-R_2,Q)

其中，

雖然MMA算法通過(guò)區(qū)分I、Q路改進(jìn)了QAM調(diào)制信號(hào)的均衡性能，但是對(duì)于高階調(diào)制，其誤差函數(shù)中R_2,I、R_2,Q為I或Q路數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)平均，不能較好地反映具有不同幅度的QAM調(diào)制信號(hào)的特點(diǎn)。