一种无线宽带通信信道迭代均衡的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种无线宽带通信信道迭代均衡的优化方法，其思路是：设定导频训练序列，接收到的导频训练序列，初始信道估计，对初始信道估计和接收端接收到的导频训练序列分别进行快速傅里叶变换，分别得到频域信道估计和频域响应，利用迫零算法得到第i次迭代后的均衡导频训练序列X'(N+i)，进而计算得到第i次迭代后的信噪比SNRi，并利用MMSE算法得到第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)，进而计算得到第i次迭代后的误差函数E(N+i)，并据此得到第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)，再将第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)替换所述均衡滤波器系数W(N+i)，重复上述过程，直到得到误差函数值满足设计要求，迭代停止，此时计算得到的第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)为均衡器滤波器最佳系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无限宽带通信
，特别涉及一种无线宽带通信信道迭代均衡的优化方法。
技术介绍
近年来，随着无线多媒体业务和Internet业务的迅速增长，无线通信技术得到了迅猛发展和广泛应用，用户对无线通信设备的传输速率、信道带宽、通信距离、移动接收及抗干扰能力方面分别提出高要求，进而需要无线通信设备能够支持高的移动性和传输质量，以及提供高的频谱利用率和用户数据速率。无线通信技术经历了从窄带到宽带、从低速到高速的演变，产生了无线宽带移动通信系统。然而，在移动应用环境中，无线宽带移动通信系统中宽带数据的传输对信道的时变非常敏感，并且该宽带数据的带宽增加会使其采样间隔小于信道的时延扩展，使得产生了多径环境下信道的频率选择性衰落；同时无线通信设备之间的相对高速移动会带来多普勒效应，多普勒效应使得传输信道随时间改变而快速发生变化，从而引起信道的时间选择性衰落，所述信道的频率选择性衰落和所述信道的时间选择性衰落，即为时频双选择性衰落信道，无线宽带移动通信系统将会受到时频双选择性衰落信道的影响，产生码间干扰，该码间干扰会使无线宽带移动通信系统的接收信号恶化，误码率增加，无线宽带移动通信系统的性能降低，甚至还会使得该无线宽带移动通信系统无法继续正常工作。为了在高速移动环境下提供稳定的接收性能，无线宽带移动通信系统需要快速准确的信道估计与均衡，信道估计与均衡是宽带系统区别窄带系统的一个明显特征。信道估计与均衡通常可分为两类：第一类是非盲信道估计，即基于导频的信道估计均衡方法，具体是指利用发送端发送的己知导频序列或训练序列，通过对带有信道信息的己知导频训练序列判决接收，从而提取出所需的信道特征参数，然后再进行信道均衡；第二类是盲信道估计，所述盲信道估计不使用导频训练序列，通过在接收端采用相应的信号处理技术来获得信道时域响应估计值或信道频域响应估计值，进而再进行信道均衡。与非盲信道估计方法相比，盲信道估计方法会使信道传输系统的传输效率大大提高，但其计算复杂度较高，收敛速度较慢。因此又出现了所谓的半盲信道估计方法，该方法在采用信号处理技术的基础上，使用较少的训练序列或导频序列来获得信道时域响应估计值或信道频域响应估计值。无线宽带信号经过带限、非理想信道时，通常会产生码间串扰，采用均衡器可以弥补该带限、非理想信道的幅频特性和群延时特性，使得包括均衡器在内的整个带限、非理想信道的总频率特性满足无码间干扰的传输条件，进而能够有效克服无线宽带信号在带限、非理想信道传输中的多径干扰和码间串扰，使得信道中采用的均衡器特性能够随着信道特性的变化而变化，达到正确估计信道特性、消除码间干扰的双重目的，使得需要根据自适应算法来跟踪信道的变化而进行信道均衡，这就是自适应均衡原理。在工程实现中，均衡通常采用迫零(Zero-Forcing，ZF)算法和最小均方误差(MinimumMeanSquare-Error，MMSE)算法；ZF算法简单、容易实现，但是在频率选择性信道中，尤其当该频率选择性信道畸变严重时其噪声会加强，使得接收门限性能下降；MMSE算法在信道具有频率深衰落极点时性能优于ZF算法，但会存在残余码间干扰。
技术实现思路
针对以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提出一种无线宽带通信信道迭代均衡的优化方法，使用该方法得到的均衡器滤波器最佳系数能够弥补带限、非理想信道的幅频特性和群延时特性，并且能够有效克服无线宽带信号在带限、非理想信道传输中的多径干扰和码间串扰。本专利技术的主要思路为：设定导频训练序列，接收端接收到的导频训练序列，初始信道估计，对初始信道估计和接收端接收到的导频训练序列分别进行快速傅里叶变换，分别得到频域初始信道估计值和频域响应，利用迫零算法得到第i次迭代后的均衡导频训练序列X'(N+i)，进而计算得到第i次迭代后的信噪比SNRi，求取第i次迭代后的信噪比SNRi的倒数，并利用最小均方误差(MMSE)算法得到第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)，进而计算得到第i次迭代后的误差函数E(N+i)，并据此得到第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)，再将该第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)替换到第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)，重复上述过程，直到得到误差函数值满足设计要求，迭代停止，此时得到的第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)为均衡器滤波器最佳系数。为达到上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种无线宽带通信信道迭代均衡的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设定导频训练序列为CHU(N)，接收端接收到的序列为X(n)，X(n)为所述导频训练序列经过通信信道到达接收端的序列，初始信道估计值为h(n)，对初始信道估计值h(n)和接收端接收到的导频训练序列X(n)分别进行快速傅里叶变换，分别得到H(N)和X(N)，H(N)为频域初始信道估计值，X(N)为频域响应；步骤2，初始化，i的初始值为1，i表示迭代次数；步骤3，依次计算得到第i次迭代后的初始均衡滤波器系数Wchu(N+i)和第i次迭代后的均衡导频训练序列估计值X'(N+i)；其中，n表示时域序列，N表示频域序列；步骤4，根据第i次迭代后的均衡导频训练序列估计值X'(N+i)，计算得到第i次迭代后的信噪比SNRi，求取第i次迭代后的信噪比SNRi的倒数，并计算得到第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)，再根据频率响应X(N)，计算第i次迭代后的均衡导频训练序列优化值X”(N+i)，然后根据设定的导频训练序列CHU(N)，计算得到第i次迭代后的误差函数值E(N+i)；若此时得到的第i次迭代后的误差函数E(N+i)不满足设定的阈值要求，则根据第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)、第i次迭代后的误差函数值E(N+i)和频域响应X(N)，计算得到第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)，并将第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)替换第i次迭代后的初始均衡滤波器系数Wchu(N+i)，令i加1，返回步骤3；若此时得到的第i次迭代后的误差函数E(N+i)满足设定的阈值要求，迭代停止，此时根据第i次迭代后的误差函数值E(N+i)得到的第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)，为均衡器滤波器最佳系数；其中，n表示时域序列，N表示频域序列。本专利技术的有益效果：本专利技术提出的迭代均衡优化方法利用导频训练序列不断校正均衡滤波器系数，使得均衡滤波器系数处于最佳值附近后，再对均衡滤波器系数进行均衡校正，使得本专利技术提出的迭代均衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线宽带通信信道迭代均衡的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设定导频训练序列为CHU(N)，接收端接收到的序列为X(n)，X(n)为所述导频训练序列经过通信信道到达接收端的序列，初始信道估计值为h(n)，对初始信道估计值h(n)和接收端接收到的导频训练序列X(n)分别进行快速傅里叶变换，分别得到H(N)和X(N)，H(N)为频域初始信道估计值，X(N)为频域响应；步骤2，初始化，i的初始值为1，i表示迭代次数；步骤3，依次计算得到第i次迭代后的初始均衡滤波器系数Wchu(N+i)和第i次迭代后的均衡导频训练序列估计值X'(N+i)；其中，n表示时域序列，N表示频域序列；步骤4，根据第i次迭代后的均衡导频训练序列估计值X'(N+i)，计算得到第i次迭代后的信噪比SNRi，求取第i次迭代后的信噪比SNRi的倒数，并计算得到第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)，再根据频率响应X(N)，计算第i次迭代后的均衡导频训练序列优化值X”(N+i)，然后根据设定的导频训练序列CHU(N)，计算得到第i次迭代后的误差函数值E(N+i)；若此时得到的第i次迭代后的误差函数值E(N+i)不满足设定的阈值要求，则根据第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)、第i次迭代后的误差函数值E(N+i)和频域响应X(N)，计算得到第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)，并将第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)替换第i次迭代后的初始均衡滤波器系数Wchu(N+i)，令i加1，返回步骤3；若此时得到的第i次迭代后的误差函数值E(N+i)满足设定的阈值要求，迭代停止，此时根据第i次迭代后的误差函数值E(N+i)得到的第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)，为均衡器滤波器最佳系数；其中，n表示时域序列，N表示频域序列。...

【技术特征摘要】
1.一种无线宽带通信信道迭代均衡的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，设定导频训练序列为CHU(N)，接收端接收到的序列为X(n)，X(n)为所述导
频训练序列经过通信信道到达接收端的序列，初始信道估计值为h(n)，对初始信道估计值
h(n)和接收端接收到的导频训练序列X(n)分别进行快速傅里叶变换，分别得到H(N)和
X(N)，H(N)为频域初始信道估计值，X(N)为频域响应；
步骤2，初始化，i的初始值为1，i表示迭代次数；
步骤3，依次计算得到第i次迭代后的初始均衡滤波器系数Wchu(N+i)和第i次迭代后
的均衡导频训练序列估计值X'(N+i)；其中，n表示时域序列，N表示频域序列；
步骤4，根据第i次迭代后的均衡导频训练序列估计值X'(N+i)，计算得到第i次迭代
后的信噪比SNRi，求取第i次迭代后的信噪比SNRi的倒数，并计算得到第i次迭代后的均
衡滤波器系数W(N+i)，再根据频率响应X(N)，计算第i次迭代后的均衡导频训练序列优
化值X”(N+i)，然后根据设定的导频训练序列CHU(N)，计算得到第i次迭代后的误差函
数值E(N+i)；
若此时得到的第i次迭代后的误差函数值E(N+i)不满足设定的阈值要求，则根据第i
次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)、第i次迭代后的误差函数值E(N+i)和频域响应
X(N)，计算得到第i次迭代后的均衡滤波器更新系数W′(N+i)，并将第i次迭代后的均衡
滤波器更新系数W′(N+i)替换第i次迭代后的初始均衡滤波器系数Wchu(N+i)，令i加1，返
回步骤3；
若此时得到的第i次迭代后的误差函数值E(N+i)满足设定的阈值要求，迭代停止，此
时根据第i次迭代后的误差函数值E(N+i)得到的第i次迭代后的均衡滤波器系数W(N+i)，
为均衡器滤波器最佳系数；其中，n表示时域序列，N表示频域序列。
2.如权利要求1所述的一种无线宽带通信信道迭代均衡的优化方法，其特征在于，
在步骤3中，所述第i次迭代后...

【专利技术属性】
技术研发人员：马允龙，史萌萌，梁峰，张凯，朱广法，王西玲，吴永香，张青松，白俊梅，肖璐，
申请(专利权)人：西安烽火电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61