一种卫星信道多模盲均衡算法制造技术

本发明专利技术公开的一种卫星信道多模盲均衡算法，首先，将卫星信号进行均衡化处理后生成离散时间信号，并将离散时间信号计算判决误差绝对值；其次，当判决误差绝对值>预设的最大误差门限值时，对判决误差绝对值采用VS‑CMA算法进行处理；再次，当判决误差绝对值<预设的最小误差门限值时，对判决误差绝对值采用DD‑LMS算法进行处理；最后，当预设的最小误差门限值<判决误差绝对值<预设的最大误差门限值时，对判决误差绝对值采用VS‑CMA算法、DD‑LMS算法进行加权双模处理。本发明专利技术通过引入非线性的残留误差函数来控制CMA算法的步长，以实现可变步长的CMA算法。本发明专利技术公开的方法具有更小的残留误差和更快的收敛速度，并且使得码间干扰较小，对于时变信道的追踪能力加强。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星信道多模盲均衡算法
本专利技术涉及卫星信道均衡技术，具体涉及一种卫星信道多模盲均衡算法。
技术介绍
卫星通信传输距离长，不受通信两点间任何复杂的地理条件限制，不受两点间任何自然灾害和人为事件的影响，被广泛应用于军事通信、卫星电视广播等方面。然而在中继卫星通信系统中，频率选择性衰落较大，信道传播时延较长，多普勒频移严重，这些缺点在很大程度上影响了信号的传输质量使得码间干扰十分严重，甚至影响系统的正常工作。为了获得理想的通信效果，需要改善传输特性，减小码间干扰，因此需要对信道传输特性进行补偿和矫正。均衡器是一种应用于通信系统接收端的起补偿作用的滤波器，它能够对传输信道进行补偿，减小码间干扰，提高数据传输的准确性。恒模算法(CMA)复杂度低，易于实现，然而步长较小时收敛速度慢收敛精度高，步长较大时收敛速度快但收敛精度较低。决策指向算法(DD)的收敛速度远远高于Bussgang类算法，能够很好的改善均衡器的收敛性能和误差性能。然而如果信道变化较多，则会导致判决出错率较高，进而使得算法无法收敛，因此决策指向算法往往应用于已经趋于收敛的均衡信号。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了提高卫星信道的传输性能，提高均衡器的收敛性能和误差性能；提供一种卫星信道多模盲均衡算法。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种卫星信道多模盲均衡算法，所述算法包括：将卫星信号y(n)进行均衡化处理后生成离散时间信号z(n)，并对所述离散时间信号计算判决误差绝对值|d(n)|；当所述判决误差绝对值|d(n)|>预设的最大误差门限值Cmax时，对所述判决误差绝对值采用可变步长恒模算法进行处理；当所述判决误差绝对值|d(n)|<预设的最小误差门限值Cmin时，对所述判决误差绝对值采用决策指向最小均方算法进行处理；当所述预设的最小误差门限值Cmin<所述判决误差绝对值|d(n)|<所述预设的最大误差门限值Cmax时，对所述判决误差绝对值采用所述可变步长恒模算法、所述决策指向最小均方算法进行加权双模处理。较佳地，所述将卫星信号进行均衡化处理后生成离散时间信号，并对所述离散时间信号计算判决误差绝对值的步骤，具体包含：将所述卫星信号y(n)进行解调均衡处理后得到所述离散时间信号z(n)；将所述离散时间信号z(n)通过最大似然判决后得到估计信号根据下述公式计算所述判决误差绝对值|d(n)|：较佳地，所述当所述判决误差绝对值|d(n)|>预设的最大误差门限值Cmax时，对所述判决误差绝对值采用可变步长恒模算法进行处理的步骤，具体包含：采用下述公式对所述判决误差绝对值采用可变步长恒模算法进行处理的步骤：f(n+1)＝f(n)-μ(n)VS-CMAe(n)VS-CMAy*(n)(2)；其中，f(n)为均衡器的抽头系数，(·)*表示复数的共轭，步长控制函数第一误差函数e(n)VS-CMA＝z(n)(|z(n)|2-R)，k用于控制μ(n)取值的范围，α和β用来控制函数的形状。较佳地，所述当所述判决误差绝对值|d(n)|<预设的最小误差门限值Cmin时，对所述判决误差绝对值采用决策指向最小均方算法进行处理的步骤，具体包含：采用如下公式对所述判决误差绝对值采用决策指向最小均方算法进行处理：f(n+1)＝f(n)-μDD-LMSe(n)DD-LMSy*(n)(3)；其中，第二误差函数迭代步长μ；D-LMS为常量。较佳地，所述当所述预设的最小误差门限值Cmin<所述判决误差绝对值|d(n)|<所述预设的最大误差门限值Cmax时，对所述判决误差绝对值采用所述可变步长恒模算法、所述决策指向最小均方算法进行加权双模处理的步骤，具体包含：采用如下公式对所述判决误差绝对值进行加权双模处理：f(n+1)＝f(n)-[w(n)μ(n)VS-CMAe(n)VS-CMA+(1-w(n))μDD-LMSe(n)DD-LMS]y*(n)(4)；其中，w(n)是加权函数，具体如下：在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术公开的一种卫星信道多模盲均衡算法，首先，将卫星信号进行均衡化处理后生成离散时间信号，并将所述离散时间信号计算判决误差绝对值；其次，当所述判决误差绝对值>预设的最大误差门限值时，对所述判决误差绝对值采用可变步长恒模算法进行处理；再次，当所述判决误差绝对值<预设的最小误差门限值时，对所述判决误差绝对值采用决策指向最小均方算法进行处理；最后，当所述预设的最小误差门限值<所述判决误差绝对值<所述预设的最大误差门限值时，对所述判决误差绝对值采用所述可变步长恒模算法、所述决策指向最小均方算法进行加权双模处理。本专利技术相比于现有技术对传统的恒模算法(CMA，ConstantModulusAlgorithm)进行改进，通过引入非线性的残留误差函数来控制CMA算法的步长，以实现可变步长的CMA算法。本专利技术公开的方法具有更小的残留误差和更快的收敛速度，并且使得码间干扰较小，对于时变信道的追踪能力加强。附图说明图1为本专利技术一种卫星信道多模盲均衡算法的整体流程示意图。图2为本专利技术一种卫星信道多模盲均衡算法的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、图2所示的一种卫星信道多模盲均衡算法，包括：S1，将卫星信号y(n)进行均衡化处理后生成离散时间信号z(n)，并对离散时间信号计算判决误差绝对值|d(n)|。该步骤具体如下：如图2所示，盲均衡系统中x(n)为发送序列，h(n)为信道的冲击响应，N(n)为噪声序列，卫星信号y(n)为接收序列同时又是盲均衡系统的输入信号。则，将卫星信号y(n)进行解调均衡处理后得到离散时间信号z(n)。则，将离散时间信号z(n)通过最大似然判决后得到估计信号根据下述公式计算判决误差绝对值|d(n)|：本专利技术公开的方法，在算法迭代初期或信道特性变化较大时，采用较大的步长以保证收敛速度；当算法收敛后，减小步长以保证收敛精度。依据这个原则，我们使用一种步长因子和残留误差之间的非线性函数来控制步长。S2，判断误差绝对值|d(n)|与预设的最大误差门限值Cmax、预设的最小误差门限值Cmin之间的关系，对应执行步骤S2.1，S2.2以及S2.3。S2.1，当判决误差绝对值|d(n)|>预设的最大误差门限值Cmax时，对判决误差绝对值采用可变步长恒模算法(VS-CMA)进行处理。在本步骤中，具体操作如下：判决误差d(n)为：令我们可以推出：其中ζ(n)是独立同分布且均值为零的高斯噪声。因此可以推导出：其中w(n)为权重误差向量。在VS-CMA实施过程中，逐渐趋向于fT(n)，这样权重误差向量w(n)也会趋向于零，残留误差也会减小。当算法收敛后，d(n)适合用来控制步长的值。然而由于ζ(n)的存在，d(n)对于干扰信号十分敏感。对于一些不稳定的信道，d(n)可能因为某个较大的干扰信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星信道多模盲均衡算法，其特征在于，所述算法包括：将卫星信号y(n)进行均衡化处理后生成离散时间信号z(n)，并对所述离散时间信号计算判决误差绝对值|d(n)|；当所述判决误差绝对值|d(n)|>预设的最大误差门限值C

【技术特征摘要】
1.一种卫星信道多模盲均衡算法，其特征在于，所述算法包括：将卫星信号y(n)进行均衡化处理后生成离散时间信号z(n)，并对所述离散时间信号计算判决误差绝对值|d(n)|；当所述判决误差绝对值|d(n)|>预设的最大误差门限值Cmax时，对所述判决误差绝对值采用可变步长恒模算法进行处理；当所述判决误差绝对值|d(n)|<预设的最小误差门限值Cmin时，对所述判决误差绝对值采用决策指向最小均方算法进行处理；当所述预设的最小误差门限值Cmin<所述判决误差绝对值|d(n)|<所述预设的最大误差门限值Cmax时，对所述判决误差绝对值采用所述可变步长恒模算法、所述决策指向最小均方算法进行加权双模处理。2.如权利要求1所述的卫星信道多模盲均衡算法，其特征在于，所述将卫星信号进行均衡化处理后生成离散时间信号，并对所述离散时间信号计算判决误差绝对值的步骤，具体包含：将所述卫星信号y(n)进行解调均衡处理后得到所述离散时间信号z(n)；将所述离散时间信号z(n)通过最大似然判决后得到估计信号根据下述公式计算所述判决误差绝对值|d(n)|：3.如权利要求2所述的卫星信道多模盲均衡算法，其特征在于，所述当所述判决误差绝对值|d(n)|>预设的最大误差门限值Cmax时，对所述判决误差绝对值采用可变步长恒模算法进行处理的步骤，具体包含：采用下述公式对所述判决误差绝对值采用可变步长恒模算法进行处理的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶芝慧，周鑫，张婧，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32