[發明專利]基于最大相關熵和分數階常模盲均衡的信道畸變消除方法

有效

• 申請號: 202110093730.0
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112929308B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 羅勇江;包文澤;楊家利;李研;李佳奇
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

1.一種基于最大相關熵和分數階常模盲均衡的信道畸變消除方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)構建實現信道畸變消除的均衡系統：

構建實現信道畸變消除的均衡系統，包括依次級聯的均衡器和判決器，均衡器包括橫向濾波器和分數階常模盲均衡計算模塊，橫向濾波器的抽頭權向量為w(n)＝[w₀(n),w₁(n),…,w_j(n),…,w_M-1(n)]^T，分數階常模盲均衡計算模塊的步長、階次和核寬分別為μ、ν和σ，其中，M表示橫向濾波器抽頭權向量的長度，w_j(n)表示n時刻第j個抽頭系數，T表示轉置，1×10^-6≤μ≤1×10^-2，0＜ν＜1.5，σ＞0；

(2)初始化參數：

初始化通信發送端的恒定常數為R的信源信號為s(n)＝{s_n,n＝0,1,…,N-1}，s(n)經過信道后的信號為x(n)，n＝0時橫向濾波器的抽頭權向量為令其中，s_n表示第n時刻的碼值，N表示碼值的總數，N≥1000，表示橫向濾波器抽頭權向量的中心抽頭系數，表示向下取整；

(3)均衡器計算R與濾波信號y(n)的誤差信號e(n)：

(3a)橫向濾波器對信號x(n)進行濾波，得到濾波信號y(n)：

其中，表示卷積；

(3b)分數階常模盲均衡計算模塊計算恒定常數R與濾波信號y(n)的誤差信號e(n)；

(4)利用最大相關熵構建分數階常模盲均衡的代價函數J：

其中，exp(·)表示以e為底的指數函數；

(5)分數階常模盲均衡計算模塊對橫向濾波器的抽頭權向量進行更新：

(5a)分數階常模盲均衡計算模塊計算代價函數J的分數階導數，得到分數階梯度

F₁(n,ν,k)＝diag((abs(w_j(n)-w_j(n-k))^2-ν)，

F₂(n,ν,k)＝diag((abs(w_j(n)-w_j(n-k))^1-ν)，

X²(n)＝[|x₀(n)|²,…,|x_j(n-j+1)|²,…,|x_M-1(n-M+1)|²]^T，

其中，表示分數階導數，F₁(n,ν,k)表示第j個對角元素為(abs(w_j(n)-w_j(n-k))^2-ν的對角矩陣，F₂(n,ν,k)表示第j個對角元素為(abs(w_j(n)-w_j(n-k))^1-ν的對角矩陣，X²(n)表示第j個元素為|x_j(n-j+1)|²的列向量，E(n,k)表示第j個對角元素為的對角矩陣，j∈[0,M-1]，k表示延遲因子，abs(·)表示取絕對值，Γ(·)表示伽馬函數，*表示共軛，diag()表示對角矩陣；

(5b)分數階常模盲均衡計算模塊采用分數階梯度下降法，并通過分數階梯度對橫向濾波器的抽頭權向量w(n)進行更新，得到更新后的抽頭權向量w(n+1)；

(6)均衡器判斷是否完成信道畸變的消除：

分數階常模盲均衡計算模塊判斷n＝N，若是，橫向濾波器的抽頭權向量w(n)對信道進行卷積，得到無畸變的信道，否則，令n＝n+1，并執行步驟(3)。

2.根據權利要求1所述的基于最大相關熵和分數階常模盲均衡的信道畸變消除方法，其特征在于，步驟(3)中所述的s(n)的恒定常數為R，計算公式為：

其中E{·}表示求期望，|·|表示取模。