[發(fā)明專利]一種非線性衛(wèi)星信道的多小波反饋盲均衡方法

在審

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• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104092633A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭業(yè)才;費賽男;吳華鵬;黃友銳
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非線性衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種非線性衛(wèi)星信道的多小波反饋盲均衡方法。

背景技術(shù)

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，傳輸信道的非線性是影響系統(tǒng)性能的重要因素。信道非線性產(chǎn)生的主要是由衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)射端和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上高功率放大器的非線性、信道的衰落和各種畸變引起，減小這種非線性影響的有效方法是在接收端進行均衡，以實現(xiàn)對信道非線性的補償。目前，主要是采用Volterra模型均衡器，這種均衡器結(jié)構(gòu)復雜、收斂速度慢、均方誤差大。其次，在衛(wèi)星通信中，隨著業(yè)務需求的增加，調(diào)制方式的選取對于提高整個系統(tǒng)性能起著關(guān)鍵的作用。APSK具有比較少的信號幅度值，包絡(luò)起伏不會很大，比較有利于抵抗功率放大器的非線性失真，因此在衛(wèi)星通信中得到廣泛的應用；但這種信號是非常模信號，用Volterra模型均衡器的均衡效果更差，同樣存在收斂速度慢、均方誤差大的缺陷。再次，研究表明，在盲均衡技術(shù)中，信號經(jīng)單小波變換后信號的相關(guān)陣呈稀疏狀分布，加快了收斂速度；與單小波相比，多小波多個尺度函數(shù)生成，在任意尺度上支集上無重疊，經(jīng)多小波變換后的相關(guān)陣呈更加規(guī)整的稀疏狀分布，不僅能大大加快收斂速度，而且能大大減小均方誤差。

如果針對Volterra模型均衡器的缺陷，將多小波變換引入到非線性衛(wèi)星信道均衡中，并根據(jù)維納濾波器線性與非線性結(jié)構(gòu)和判決反饋濾波器的非線性結(jié)構(gòu)特點，利用多小波變換來改變Wiener型濾波器的結(jié)構(gòu)并判決反饋濾波器的非線性結(jié)構(gòu)進一步對衛(wèi)星信道的非線性進行補償，則有利于獲得更快的收斂速度和更低的穩(wěn)態(tài)誤差，但現(xiàn)有技術(shù)中尚缺乏利用多小波變換來重構(gòu)Wiener型濾波器的結(jié)構(gòu)的應用模型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種非線性衛(wèi)星信道的多小波反饋盲均衡方法，將Wiener濾波器作為均衡器，將衛(wèi)星信道中接收濾波器輸出信號作多小波變換后作為Wiener均衡器的輸入信號，通過多小波基函數(shù)重構(gòu)Wiener均衡器的線性和非線性模塊結(jié)構(gòu)模型，有效提高了衛(wèi)星通信質(zhì)量。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明提出的一種非線性衛(wèi)星信道的多小波反饋盲均衡方法，包括如下步驟：

步驟一、將發(fā)射信號a(n)經(jīng)過發(fā)送濾波器c₁(n)得到發(fā)送濾波器的輸出信號b(n)，再經(jīng)非線性行波管放大器TWTA、加性高斯白噪聲v(n)后得到接收濾波器c₃(n)的輸入信號x(n)：x(n)＝c₂(n)b(n)+v(n)，其中，c₂(n)為非線性行波管放大器TWTA的濾波系數(shù)，n為正整數(shù)且表示時間序列；

步驟二、將步驟一所得輸入信號x(n)經(jīng)接收濾波器c₃(n)得其輸出信號y(n)：y(n)＝c₃(n)x(n)；

步驟三、將步驟二所得接收濾波器的輸出信號y(n)經(jīng)正交多小波變換器MWT得其輸出信號u(n)：u(n)＝V_MWTy(n)；其中，V_MWT是正交多小波變換矩陣；

步驟四、將步驟三所述正交多小波變換器MWT的輸出信號u(n)經(jīng)Wiener均衡器的線性模塊后輸出一階信號u₂(n)，u₂(n)再經(jīng)Wiener均衡器的非線性模塊得Wiener均衡器的非線性模塊輸出信號z(n)；

步驟五、由步驟四所述Wiener均衡器的非線性模塊輸出信號z(n)和反饋濾波器的輸出信號z_B(n)得判決器的輸入信號g(n)：g(n)＝z(n)-z_B(n)；

步驟六、將步驟五所述的判決器的輸入信號g(n)經(jīng)判決器判決得到發(fā)射信號a(n)的估計

作為本發(fā)明的一種非線性衛(wèi)星信道的多小波反饋盲均衡方法的進一步優(yōu)化的方案，所述步驟一中的非線性行波管放大器TWTA具有幅度轉(zhuǎn)換效應AM/AM和幅相轉(zhuǎn)換效應AM/PM。

作為本發(fā)明的一種非線性衛(wèi)星信道的多小波反饋盲均衡方法的進一步優(yōu)化的方案，所述步驟四中的u₂(n)為：

u₂(n)＝w₀(n)u(n)+w₁(n)u(n-1)+…+w_N(n)u(n-N)＝w^T(n)u(n)；