[發明專利]并行變步長CMA均衡算法、裝置、電子設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202010551265.6
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111800356B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 李一航;王銳;李倩;王曉東;王忠麗
• 申請（專利權）人: 北京銀河信通科技有限公司
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 北京知果之信知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 卜榮麗

本申請公開了一種并行變步長CMA均衡算法、裝置、電子設備及存儲介質。包括：各個支路將輸入信號與濾波器抽頭矩陣的轉置相乘得出當前時刻的輸出值；根據所述輸出值，得到每個支路當前時刻的誤差值；根據所述誤差值，計算匯總結果；通過匯總結果r，計算步長μ；各個支路通過所述步長、所述誤差值以及輸入信號計算用于下一時刻均衡的濾波器抽頭，同時讀入下一組輸入信號。本申請方法在變步長計算中只設計四則運算，算法結構簡單，占用資源較少，便于實現并行結構。針對高速數字通信中常用的并行處理結構進行了專門的設計，更方便用于高速無線通信當中；步長的改變與時間無關，可以在時變信道中正常工作。

技術領域

本申請涉及信道均衡和無線通信技術領域，具體而言，涉及一種并行變步長CMA均衡算法、裝置、電子設備及存儲介質。

背景技術

目前，在高速無線通信中，由于多徑效應、定時采樣產生的偏差以及射頻器件和ADC的帶內幅度不一致性導致的碼間串擾會嚴重影響通信質量。碼間串擾帶來的影響會隨著符號速率的增加而逐漸嚴重。為了解決這一問題，需要加入均衡模塊。

高速信號在FPGA中往往采取并行處理的方式，本均衡算法也是基于對高速并行信號的處理來討論的。其主要由各支路的均衡濾波器、支路誤差計算模塊與匯總計算模塊構成。

傳統的CMA均衡算法為固定步長，因此在收斂速度上要慢于變步長均衡算法。

變步長CMA均衡原理為通過接收信號模值與規定模值之間的平方差計算出誤差因子e。再根據e來更新算法的步長μ。將各個支路計算出的步長一起計算得出統一的步長。并根據此更新濾波器的抽頭值w。

目前，針對變步長CMA均衡算法的研究主要有南京大學、武漢郵電科學院研究有限公司、南京信息科技大學和西南科技大學申請過相關專利，但是相關專利中往往存在計算復雜、資源占用較多等缺陷，同時其均未考慮在并行狀態下算法如何進行調整的問題，難以用于高速無線數字通信當中。

其中，專利一為南京大學提出的專利申請，專利申請號：CN201710082645.8，標題為“一種衛星信道多模盲均衡算法”，提出了一種通過誤差判決實現兩種均衡模式切換的均衡算法。該方法涉及到變步長CMA均衡算法的部分涉及了大量的自然指數運算以及冪運算，在FPGA上實現較為困難，且需要大量的運算資源，在高速并行的情況下會極大地增加成本，難以實現。

專利二為武漢郵電科學院研究有限公司提出的專利申請，專利申請號：CN201811362088.6，標題為“一種基于CMA的信號均衡方法及系統”，提出了一種用于光通信的基于誤碼率判斷調整步長因子的CMA均衡算法。該方法在步長調整上依賴誤碼判決，在無線通信中會使得系統結構復雜化，且步長的調整具有較大滯后性。

專利三為南京信息科技大學提出的專利申請，專利申請號：CN200910028459.1，標題為“基于正交小波包變換的雙模式變步長盲均衡方法”，提出了一種用于水聲通信的基于正交小波包變換的雙模式變步長均衡算法。但是正交小波變換在FPGA上實現會占用大量資源，并行狀態下會加劇這一問題，使得這一算法在高速通信中實現成本過高。

專利四為西南科技大學提出的專利申請，專利申請號：CN201810578167.4，標題為“一種MPSK信號的CMA盲均衡變步長優化方法”，提出了一種基于反比例函數的變步長CMA均衡算法。其運算相較于其他算法較為簡單，但是其步長會隨著時間推移無限接近于0，這使得該算法無法在時變信道中工作。

針對相關技術中運算復雜、未考慮并行模式以及無法應對時變信道的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種并行變步長CMA均衡算法、裝置、電子設備及存儲介質，其占用系統資源較少、實現簡單，且專門工作于并行模式下的變步長CMA均衡算法，以解決相關技術中運算復雜、未考慮并行模式以及無法應對時變信道的問題。