一种空间分集MMSE-RISIC-NP均衡方法技术

本发明专利技术属于对流层散射通信技术领域，公开了一种空间分集MMSE

【技术实现步骤摘要】
一种空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法


[0001]本专利技术属于对流层散射通信
，尤其涉及一种空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法。

技术介绍

[0002]目前，传统的对流层散射通信波形如失真自适应接收机(DistortionAdaptiveReceiver,DAR)，其通过使相邻符号的保护间隔增大的方式来克服多径传播的影响，然而，当信息传输速率由2Mb/s提高到8Mb/s甚至更高时，这种增大保护间隔的被动方式就不再可行，这时就应采用均衡的方式来主动消除多径传播的影响。均衡是一种幅度和相位的补偿方法，用以最小化码间干扰造成的误码率恶化。如果在时域进行均衡，称其为时域均衡，一般采用横向滤波器实现，通过改变抽头系数来跟踪信道的变化，当信道多径数增多时，均衡复杂度呈指数上升趋势。如果在频域进行均衡，称其为频域均衡，其主要考虑频率响应。单载波频域均衡(Single
‑
CarrierFrequencyDomainEqualization本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法，其特征在于，所述空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法包括：步骤一，以SC
‑
FDE系统为基础，将其扩展到多输入多输出
‑
单载波频域均衡MIMO
‑
SCFDE系统；步骤二，建立空间分集MIMO
‑
SCFDE系统的模型，并进行空间分集MMSE
‑
RISIC均衡和空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡。2.如权利要求1所述空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法，其特征在于，所述步骤二中，MIMO
‑
SCFDE系统模型建立具体过程为：将STBC与SC
‑
FDE相结合，采用以块为单位的STBC编码；所用STBC
‑
SCFDE系统帧结构，发射天线数为2，接收天线数为n
R
时，实现2n
R
的全分集增益；采用UW做为GI，为了在接收端满足正交性，在后面进行UW处理；发送端的原始数据经映射、交织、编码后转化为发送数据块，发送数据块经STBC编码后被插入UW，通过发射天线进入信道；经STBC编码并被插入UW的发送数据块可以表示为下式：第i时刻数据块中的数据部分经逆序，并配合共轭、取反等操作可得到第i+1时刻数据块中的数据，则两天线上的发射数据表示为：经信道传输后第j个接收天线上第i，i+1时刻的接收信号分别表示为：其中分别表示第i、i+1时刻第m个发射天线到第j个接收天线的信道矩阵，与为均值为零，其中元素方差为的加性高斯白噪声向量；将式(15)带入式(16)，为简化表示，将上标(
·
)
(i)
省去，并在两连续传输数据块上信道冲激响应不变，令则式(16)表示为：将乘以N
×
N循环移位置换矩阵P
K
，得到置换后的i+1时刻第j个接收天线的接收信号并运用性质h
j,m
P＝Ph
j,m
，得：
对N
×
1向量r＝[r
0 r1…
r
N
‑1]
T
而言，对进行FFT变换得：其中，F为N
×
N维FFT矩阵：式(19)的第二个等式中，与使得STBC编码丧失了正交性，因此需要进行UW块处理：其中表示经UW块处理后的第j个接收天线上第i+1时刻的频域接收信号，在公式(21)的第二项中，移除了发射UW块造成的干扰，并在第三项中重新构建了时间反转UW；对式(21)做如下处理：结合(19)和(22)得到：式中R
j
表示第j个接收天线上的频域接收信号，X1表示第一个发射天线上的频域发送信号，X2表示第二个发射天线上的频域发送信号，H
(j)
表示第j个接收天线上的频域信道矩阵，X表示两个发射天线上的频域发送信号，N
j
表示第j个接收天线上的频域噪声信号，将R
j
乘上H
(j)H
上式分解出X1和X2；其中，表示时刻i时第j个接收天线上经式(24)变换后的频域接收信号；0
N
×
N
表示N
×
N的零矩阵；N的零矩阵；则其中Λ
(j)
为N
×
N对角矩阵，E{
·
}表示取均值；
将与进行归一化处理，使得噪声项仍然为方差为的高斯白噪声，式(24)写为：其中，表示时刻i时第j个接收天线上经归一化处理后的频域接收信号，表示时刻i时第j个接收天线上经归一化处理后的频域噪声信号，Λ
(j)
＝(|H
(j,1)
|2+|H
(j,2)
|2)
1/2
为N
×
N对角矩阵，表示是第j个接收天线上频域信道冲激响应，其对角线上第(k,k)项等于(|H
(j,1)
(k,k)|2+|H
(j,2)
(k,k)|2)
1/2
，k本身表示频域的第k点，因此H
(j,1)
的第k个对角元素H
(j,1)
(k,k)与H
(j,2)
的第k个对角元素H
(j,2)
(k,k)分别表示第1个发射天线、第2个发射天线到第j个接收天线的频域第k点的频域信道冲激响应，I
N
表示N阶单位矩阵；式(25)可分解为两个等式：由式(26)可以看出与互不干扰，即STBC解码完成，解码时只进行了简单的线性处理，然后再经过频域均衡即可估计出发射信号与式(26)中的两个等式具有相同的形式，且具有相同的频域信道冲激响应Λ
(j)
，与相同的噪声功率因此在接收天线上进行频域均衡时可将其统一为：Y
(j)
＝Λ
(j)
X
(j)
+V
(j)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(27)式中Y
(j)
为第j个接收天线上频域接收信号、X
(j)
为第j个接收天线上可估计出的频域发射信号、V
(j)
为第j个接收天线上的频域噪声信号；在进行频域均衡时，两发n
R
收的STBC
‑
SCFDE系统看做单发多收的系统进行处理。3.如权利要求2所述空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法，其特征在于，所述表示在时刻i时第m个发射天线发射的长度为N的数据块，分别表示发送数据块中第n(n＝0,
…
,N
‑
1)点的发送数据，表示时刻i时第m个发射天线发送数据块中的数据部分，长度为K，其中分别表示时刻i时第m个发射天线发送数据块中数据部分第0,
…
,K
‑
1点的数据；表示时刻i时第m个发射天线发送数据块中的UW部分，长度为G，其中u
m,0
u
m,1
…
u
m,G
‑1分别表示时刻i时第m个发射天线发送数据块中的UW部分第0,
…
,G
‑
1点的数据，则N＝K+G；令G≥L以消除块间干扰，L为信道冲激响应的长度。4.如权利要求2所述空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法，其特征在于，所述对于第m(m＝1,2)个发射天线，0
G
×1、0
K
×1分别表示G
×
1维与K
×
1维零
向量；Q
K
为N
×
N逆循环移位置换矩阵，*表示共轭，对N
×
1向量而言，(
·
)
N
表示模N运算。5.如权利要求2所述空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法，其特征在于，所述表示i时刻第j个接收天线上的频域接收信号，表示置换后i+1时刻第j个接收天线上的频域接收信号；H
(j,m)
＝Fh
j,m
F
H
为N
×
N对角矩阵，其第k(k＝0,1,...,N
‑
1)个对角元素的值为h
j,m
(l)表示第m个发射天线到第j个接收天线在第l(l＝1,...,L
‑
1)径的信道冲激响应，的信道冲激响应，的信道冲激响应，表示第i时刻第j个接收天线上的频域接收信号噪声，表示置换后i+1时刻第j个接收天线上的频域接收信号噪声，表示置换后i+1时刻第j个接收天线上的频域接收信号噪声，6.如权利要求1所述空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法，其特征在于，所述步骤二中，空间分集MMSE
‑
RISIC均衡，具体过程为：在第j个接收天线上经过STBC译码后的接收信号Y
(j)
,j＝1,2,
…
,n
R
，将其乘以此天线上的MMSE均衡系数W
(j)
，所有接收天线均衡后的数据相加后得到MMSE均衡后频域接收信号S，再经IFFT变换后得到MMSE均衡后时域接收信号s，然后在s中减去δ估计中得出的时域残余码间干扰估计值δ是真实的时域残留码间干扰数据，最后判决得到数据估计值7.如权利要求6所述空间分集MMSE
‑
RISIC
‑
NP均衡方法，其特征在于，所述IFFT前的MMSE均衡后频域接收信号可以表示为：其中S
k
为MMSE均衡后信号S在第k个频点处的数据，S＝[S0,
…

【专利技术属性】
技术研发人员：齐永磊，陈西宏，万洪川，胡邓华，张爽，袁迪喆，
申请(专利权)人：中国人民解放军九五五二六部队，
类型：发明
国别省市：