基于T/2分数间隔的频域盲均衡方法技术

本发明专利技术公布了一种基于Ｔ／２分数间隔的频域盲均衡方法（Ｔ／２ＦＦ－ＣＭＡ）。本发明专利技术方法针对波特间隔盲均衡方法稳态误差大、收敛速度慢的缺点，利用分数间隔盲均衡器来避免因欠采样引起的频谱混叠，以有效地减小盲均衡器的稳态误差；利用快速傅里叶变换技术（ＦＦＴ）和重叠保留方法实现频域盲均衡方法，来改善盲均衡器的收敛性能，同时减小计算复杂度。本发明专利技术方法Ｔ／２ＦＦ－ＣＭＡ的稳态误差小、收敛速度快、计算复杂度低。水声信道实施实例表明，与波特间隔时域盲均衡方法（ＴＢ－ＣＭＡ）和分数间隔时域盲均衡方法（ＴＦ－ＣＭＡ）相比，本发明专利技术方法Ｔ／２ＦＦ－ＦＣＭＡ性能更优。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及一种基于T/2分数间隔的频域盲均衡方法，属于克服水声信道多径衰落引 起的码间干扰(Inter-Symbol Interference, ISI)的盲均衡方法的

技术介绍
水声通信系统中，由于多径衰落的影响以及信道失真，导致在接收端产生严重的码 间干扰，降低了信息的传输质量。克服码间干扰最有效的手段是在接收端采用均衡技术。 传统的均衡技术采用的是由发射机发送训练序列来辅助实现信道的估计和均衡，浪费了 有限的带宽资源。盲均衡技术由于不需要发送已知训练序列，节省了带宽，提高了通信 效率而成为目前研究的热点(见文献[1] Guo Yecai, Han Yingge, Rao Wei. Blind equalization algorithms based on different error equations with exponential variable step size[C]〃The First International Symposium on Test Automation & Instrumentation (ISTAI).Xi，an， China: World Publishing Corporation, 2006: 497- 501; [2] Robert W. Lucky. The adaptive equalizer[J].IEEE Signal Processing. Magazine, 2006:104-107 ; [3] J. Arenas-Garcia, A.R Figueiras-Vidal. Improved blind equalization via adaptive combination of constant modulus algorithms [C].2006 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, ICASSP 2006, 3:756-759.)。在众多盲均衡方法中，传统的波特间隔盲均衡方法稳态误差大、收敛速度慢。而分 数间隔盲均衡器(FSE-CMA, Fractionally Spaced Equalizer based on Constant Modulus Algorithm)具有良好的均衡效果，但FSE-CMA方法的计算复杂度较高(见文献[4]张艳 萍，赵俊谓.基于分数间隔的水声信道盲均衡算法研究[J]声学与电子工程，2005,2:21-23; [5] S. A. Elahmar， A. Djebbari M. Bouziani et al. Performance of Fractionally Spaced Blind Channel Shortening[J]. International Journal of Applied Engineering Research, 2007, 2(1):191-199.)。利用快速傅里叶变换技术和重叠保留算法实现了频域最小均方(LMS， Least Mean Square)算法，在获得比时域更好均衡效果的同时，计算量大大减小(见文献 [6]冯存前，张永顺.变步长频域快速自适应收发隔离算法研究[J].电子对抗技术， 2004，19(5):22-25)。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对传统的波特间隔盲均衡方法(BSE-CMA)，稳态误 差大、收敛速度慢的缺点，利用分数间隔盲均衡器，来避免因欠采样引起的频镨混叠， 以有效地减小盲均衡器的稳态误差；利用快速傅里叶变换技术(FFT)和重叠保留算法实现 频域盲均衡方法，来改善均衡器的收敛性能，同时减小计算复杂度，从而专利技术了基于分 数间隔的频域盲均衡方法(FF-CMA)。本专利技术方法稳态误差小、收敛速度快、计算复杂度低。水声信道仿真结果表明， 与分数间隔时域盲均衡方法(TF-CMA)和波特间隔时域盲均 衡方法(TB-CMA)相比，本专利技术方法T/2FF-CMA性能更优。 本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案本专利技术基于T/2分数间隔的频域盲均衡方法，其特征在于包括如下步骤第一步将发射信号序列S(分别经过第p个子信道得到第p个子信道输出信号其中A为时间序列，p二l，2，…P,尸为自然数，表示子信道总数； 第二步将第一步所述的第p个子信道输出信号/，经过对应的Z点快速傅里叶变换FFT得到第/7个子均衡器输入信号yW(《)，其中夂为正整数，表示由L点数据构成的块数；第三步将第二步所述的第p个子均衡器输入信号rw(/:)经过丄点快速傅里叶反变换IFFT和重叠保留法得到基于分数间隔均衡器的时域输出信号为p—lz(A:) = IFFT[ZZ^(K)],其中4^(XHi^(^).lf ^。为第p个盲均衡器的频域输出信号，^ (《)为均衡器的频域权向量。所述的基于T/2分数间隔的频域盲均衡方法，其特征在于第三步所述的均衡器权向 量《(A:)的更新方法如下F(W(t +1) = i^)(A) + 2//V(p), 其中，V(p) ^FFT[^)(尺).conj(勺,《p)(尺).conj(j^))…《么(《).conj(&勺],C) = FFT<formula>formula see original document page 4</formula>第K块式中，其中K为正整数，表示由L点数据构成的块数，0S夂S2Z-1;五(.)为误差函数， I为自然数，conj(.)表示取复数共轭操作，/7 = 1,2,...尸，尸为自然数，表示子信道总数。本专利技术基于分数间隔的频域盲均衡方法(FF-CMA),利用分数间隔盲均衡器减小因欠 采样？ 1起的频语混叠以减小稳态误差，利用可调滤波器的频域特性去补偿基带系统的频 率特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的中特性满足无失真传输的要求，同时利用 快速傅里叶变换(FFT)技术和重叠保留法计算线性巻积，使计算量大大降低。保证了本发 明方法的实时性能。通过水声信道的仿真实验，证明了本专利技术方法的有效性。附图说明图1:基于分数间隔时域盲均衡系统原理图。 图2:本专利技术系统模型图基于分数间隔频域盲均衡器结构图。 图3:本专利技术实例l仿真图，(a)均方误差曲线；(b)均纟軒器的l叙入；(c)TB-CMA方 法输出；(d) TF-CMA方法输出；(e) T/2FF-CMA方法输出。图4:本专利技术实例2仿真图，(a)均方误差曲线；(b)均衡器的输入；(c)TB-CMA方法输出；(d) TF-CMA方法输出；(e) T/2FF-CMA方法输出 具体实施例方式如图l所示，基于分数间隔的时域盲均衡方法对输入信号以77P(T是采样间隔，P是正整数)的速率采样，盲均衡器的权向量利用 经典的常数模算法进行更新，且更新过程在时域中进行，就得到基于分数间隔的时域盲 均衡法(TF-CMA),其结构如图1所示。图1中，A是时间序列；s(A:)是独立同分布的发射信号序列；c^(A:)是分数间隔均 衡器的第； 个子信道的脉冲响应；w^(是第； 个子信道加入的高斯白噪声序列；乂力(A:) 为第p个子均衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Ｔ／２分数间隔的频域盲均衡方法，其特征在于包括如下步骤：　第一步：将发射信号序列ｓ（ｋ）分别经过第ｐ个子信道得到第ｐ个子信道输出信号ｙ↑［（ｐ）］（ｋ），其中ｋ为时间序列，ｐ＝１，２，…Ｐ，Ｐ为自然数，表示子信道总数；　 第二步：将第一步所述的第ｐ个子信道输出信号ｙ↑［（ｐ）］（ｋ）经过对应的Ｌ点快速傅里叶变换ＦＦＴ得到第ｐ个子均衡器输入信号Ｙ↑［（ｐ）］（Ｋ），其中Ｋ为正整数，表示由Ｌ点数据构成的块数；　第三步：将第二步所述的第ｐ个子均衡器输入信号Ｙ ↑［（ｐ）］（Ｋ）经过Ｌ点快速傅里叶反变换ＩＦＦＴ和重叠保留法得到基于分数间隔均衡器的时域输出信号为：ｚ（ｋ）＝ＩＦＦＴ［＊Ｚ↓［ｋ］↑［（ｐ）］（Ｋ）］，其中Ｚ↓［ｋ］↑［（ｐ）］（Ｋ）＝Ｆ↓［ｋ］↑［（ｐ）］（Ｋ）.Ｙ↓［ｋ］↑［（ｐ）］（Ｋ）为第ｐ个盲均衡器的频域输出信号，Ｆ↓［ｋ］（Ｋ）为均衡器的频域权向量。

【技术特征摘要】
1、一种基于T/2分数间隔的频域盲均衡方法，其特征在于包括如下步骤第一步将发射信号序列s(k)分别经过第p个子信道得到第p个子信道输出信号y(p)(k)，其中k为时间序列，p＝1，2，…P，P为自然数，表示子信道总数；第二步将第一步所述的第p个子信道输出信号y(p)(k)经过对应的L点快速傅里叶变换FFT得到第p个子均衡器输入信号Y(p)(K)，其中K为正整数，表示由L点数据构成的块数；第三步将第二步所述的第p个子均衡器输入信号Y(p)(K)经过L点快速傅里叶反变换IFFT和重叠保留法得到基于分数间隔均衡器的时域输出信号为<maths id=math0001 num=0001 ><math><![CDATA[ <mrow><mi>z</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>IFFT</mi><mo>[</mo><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>p</mi><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow> <mrow><mi>P</mi><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></munderover><msubsup> <mi>Z</mi> <mi>k</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>p</mi><mo>)</mo> </mrow></msubsup><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo> </mrow>]]></math> id=icf0001 file=A2009101833760002C1.tif wi=41 he=10 top= 78 left = 24 img-content=drawing img-format=tif orientation=portrait inline=yes/></maths>，其中<maths id=math0002 num=0002 ><math><![CDATA[ <mrow><msubsup> <mi>Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭业才，林仁刚，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：84[]