專利名稱：一種信道均衡方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信系統(tǒng)聯(lián)合檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是匪SE-IC(Minimum Mean Square Error-Interference Cancellation，最小均方誤差-干擾消除方法)信道均衡方 法的一種優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，突發(fā)模式(GSM，TDD-CDMA等)的通信系統(tǒng)也稱為塊傳輸系統(tǒng)。當(dāng)信 號帶寬大于信道的相干帶寬，就會產(chǎn)生符號間干擾(ISI，Inter Symbol Interference)，這 樣的信道稱為ISI信道或頻率選擇性衰落信道。當(dāng)寬帶通信越來越普遍，通信中的ISI問 題越來越突出，是制約接收機(jī)性能的重要因素。一般對抗ISI問題的方法是均衡。塊傳輸 系統(tǒng)有其特有的矩陣形式均衡方法，或稱為塊均衡方法。常用的塊均衡方法有最小均方誤差-塊線性均衡(MMSE-BLE，MinimumMean Square Error-Block Linear Equalization)和最小均方誤差-塊判決反饋均衡(MMSE-BDFE， Minimum Mean Square Error-Block Decision FeedbackEqualization)。常用于 V-BLAST 下的MMSE-IC均衡方法也可應(yīng)用于塊傳輸系統(tǒng)的均衡，它是一種MMSE濾波和串行干擾消除 相結(jié)合的方法。由于時(shí)分雙工-碼分多址(Time Division Duplex-Code Division MultipleAccess，TDD-CDMA)也是一種塊傳輸系統(tǒng)，因此也可采用塊均衡方法。對于 TDD-CDMA系統(tǒng)將矩陣形式的均衡方法和數(shù)據(jù)檢測結(jié)合起來，這就是所謂的聯(lián)合檢測算 法。聯(lián)合檢測技術(shù)既能克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，又能減輕由多徑信道產(chǎn)生的符號間干擾和多址干擾 (MAI，Multiple-access interference)。CDMA 系統(tǒng)可以分為異步 CDMA 和同步 CDMA。異 步CDMA —般不能保證擴(kuò)頻碼之間在不對齊情況下的正交性，因此本質(zhì)上就會有MAI。同步 CDMA系統(tǒng)中的擴(kuò)頻碼一般是正交的，在非頻率選擇選擇性衰落信道中，并無ISI，也無MAI。 但在頻率選擇選擇性衰落信道中，多個路徑傳播的信號產(chǎn)生了 ISI，并且破壞了擴(kuò)頻碼之間 的正交性，引起了 MAI。寬帶系統(tǒng)實(shí)際中經(jīng)歷的信道是頻率選擇性衰落的，因此ISI和MAI 是影響寬帶CDMA的性能的主要因素。實(shí)際上，MMSE-IC中的MMSE濾波就是一個MMSE-BLE過程。通常并沒有對MMSE-IC 中的MMSE-BLE過程進(jìn)行優(yōu)化，所以輸出結(jié)果不能獲得額外的增益，抗噪聲能力較差，需要 進(jìn)一步的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種信道均衡方法及其裝置，其能夠?qū)Ψ薙E-IC信道均衡 方法進(jìn)行優(yōu)化處理，獲得額外增益，且提高抗噪聲能力。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如 下技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種信道均衡方法，其包括以下步驟A、對接收信號進(jìn)行信道匹配，獲得待處理信號；
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B、對所述待處理信號進(jìn)行最小均方誤差_塊判決反饋均衡，獲得系列檢測結(jié)果；C、抽取所述系列檢測結(jié)果中的最后一個輸出作為已檢測符號；D、將所述已檢測符號作為干擾，從接收信號中消除，生成新的接收信號。所述的方法，其中，還包括一判斷步驟判斷是否檢測完所述接收信號中的所有符 號，若沒有，則返回步驟A重復(fù)執(zhí)行均衡過程，直到檢測出所有符號；否則，輸出結(jié)果。所述的方法，其中，所述步驟D包括對所述已檢測符號進(jìn)行判決，選擇該已檢測符號最可能對應(yīng)的發(fā)射符號；把判決得到的符號作為干擾，將該干擾從所述接收信號中去除，獲得所述新的接 收信號。所述的方法，其中，從所述接收信號中除去所述干擾的過程按照下式進(jìn)行^=Ti-(H)iXSi其中，ri表示接收信號；r" i表示所述新的接收信號；(H)i表示H的第i列，這里 的H表示信道沖激響應(yīng)矩陣；S；表示所述干擾。所述的方法，其中，所述最小均方誤差-塊判決反饋均衡方法中，對待處理信號依 次進(jìn)行前向替換、后向替換處理；并在所述后向替換處理中添加所述塊判決反饋處理。所述的方法，其中，在所述后向替換處理中添加所述塊判決反饋處理的過程按照 以下公式進(jìn)行
Cn=U {c }, n = N-i + l,...,\其中，表示所述系列檢測結(jié)果；ζη表示進(jìn)行所述前向替換后的處理結(jié)果是第 η個元素為1的單位向量；L為對角元素為1的下三角矩陣；I表示單位矩陣；□ { · }是判 決算子；N是一個塊中的符號數(shù)。本發(fā)明還提供了一種信道均衡裝置，包括信道匹配模塊，用于對接收信號進(jìn)行信 道匹配、并獲得待處理信號；中間處理模塊，用于對所述待處理信號進(jìn)行最小均方誤差-塊 判決反饋均衡，并獲得系列檢測結(jié)果；選擇模塊，用于對所述系列檢測結(jié)果進(jìn)行選擇，并抽 取最后一個輸出作為已檢測符號；干擾消除處理模塊，用于將已檢測符號作為干擾，從接收 信號中消除，并生成新的接收信號；及判斷模塊，用于判斷是否檢測完所述接收信號中的所 有符號，若沒有則重新啟動所述信道匹配模塊，否則輸出結(jié)果。所述的裝置，其中，所述中間處理模塊包括前向處理單元，用于對所述待處理信 號進(jìn)行前向替換處理；后向處理單元，用于對所述前向替換處理結(jié)果進(jìn)行后向替換處理，并 添加判決反饋處理。所述的裝置，其中，所述干擾消除處理模塊包括判決單元，用于對所述已檢測符 號進(jìn)行判決，選擇該已檢測符號最可能對應(yīng)的發(fā)射符號；及剔除單元，用于把判決得到的符 號作為干擾，將該干擾從所述接收信號中去除，獲得所述新的接收信號。發(fā)明效果本發(fā)明將MMSE-IC中的MMSE-BLE過程改成MMSE-BDFE過程對MMSE-IC 信道均衡方法進(jìn)行優(yōu)化，獲得了一種最小均方誤差_干擾消除及塊判決反饋相結(jié)合的均衡 方法。MMSE-BDFE過程中解出的最后一個輸出具有額外的判決增益，因此改進(jìn)后的MMSE-IC 有較好的性能。


圖1為本發(fā)明的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖；圖3為K = 8時(shí)，MMSE-BDFE與MMSE-IC-BDFE的抗噪聲能力效果圖；圖4為K = 16時(shí)，MMSE-BDFE與MMSE-IC-BDFE的抗噪聲能力效果圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明提供的信道均衡方法，包括以下步驟步驟100，對接收信號進(jìn)行信道匹配，獲得待處理信號；步驟200，對所述待處理信號進(jìn)行最小均方誤差_塊判決反饋均衡，獲得系列檢測
結(jié)果；步驟300，抽取所述系列檢測結(jié)果中的最后一個輸出作為已檢測符號；步驟400，將所述已檢測符號作為干擾，從接收信號中消除，生成新的接收信號。本發(fā)明通過將MMSE-IC中的MMSE-BLE過程改成MMSE-BDFE過程對MMSE-IC信道 均衡方法進(jìn)行優(yōu)化，獲得了一種最小均方誤差、干擾消除及塊判決反饋相結(jié)合的均衡方法。 由于MMSE-BDFE過程中解出的最后一個輸出具有額外的判決增益，因此改進(jìn)后的MMSE-IC 有較好的性能，抗干擾性強(qiáng)，以下結(jié)合圖2的具體實(shí)施例詳細(xì)說明上述四個步驟的具體實(shí) 現(xiàn)方法以及本發(fā)明所帶來的技術(shù)效果。假設(shè)接收信號為r，對應(yīng)的發(fā)射符號包含N個符號，對應(yīng)的信道沖激響應(yīng)矩陣H也 就對應(yīng)有N列相對應(yīng)的數(shù)組，圖2給出具體的方法流程圖。如圖2所示，上述步驟100中對接收信號r進(jìn)行信道匹配，獲得待處理信號M,其采 用如下公式(1)來實(shí)現(xiàn)， 其中，ri表示第i次循環(huán)的輸入信號汛表示包含H的第i到N列組成的矩陣。上述步驟200對所述待處理信號進(jìn)行最小均方誤差_塊判決反饋均衡算法，獲 得系列檢測結(jié)果。此處的最小均方誤差_塊判決反饋均衡算法在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，是在常規(guī) Cholesky算法(包括前向替換和后向替換過程)中的后向替換過程內(nèi)，添加塊判決反饋處 理過程，單獨(dú)的Cholesky算法屬于現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公開的算法，在此不作詳細(xì)說明。具體過 程參見圖2所示，如下首先，對步驟100處理獲得的結(jié)果進(jìn)行前向替換處理，即對M進(jìn)行前向替換，得到 z，如下式(2)所示 其中，L為對角元素為1的下三角矩陣；D為對角矩陣；N是一個塊中的符號數(shù)d為 已檢測符號。然后，在ζ的后向替換處理中，按照以下公式(3)和⑷添加塊判決反饋處理cn =zn -eTn{L-lf[0t0, cn+l, ..rN_M f(3)
6 其中，&表示所述系列檢測結(jié)果；Zn表示進(jìn)行所述前向替換后的處理結(jié)果 ’e:是第 η個元素為1的單位向量；L為對角元素為1的下三角矩陣；I表示單位矩陣；□ { · }是判 決算子；N是一個塊中的符號數(shù)。如圖2所示，上述步驟200中將獲得一系列的檢測結(jié)果纟 ，所以在步驟300中，抽取 系列檢測結(jié)果4中的最后一個輸出作為已檢測符號無，即天二4。通過此步驟可以逐次把天提 取出來，這樣就將塊判決反饋應(yīng)用于干擾消除中。如圖2所示，上述步驟300的干擾消除處理過程包括以下兩步首先，對已檢測符號i,進(jìn)行判決，選擇該已檢測符號最可能對應(yīng)的發(fā)射符號，即 口 {· ,};然后，把判決得到的符號作為干擾，將該干擾從輸入的符號中去除，獲得所述用于 輸出的符號，如下式 其中，ri表示輸入的符號；r" i表示所述用于輸出的符號；(H)i表示H的第i列， 這里的H表示信道沖激響應(yīng)矩陣；S；表示所述干擾。如圖2所示，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)需要逐一對一定數(shù)量的符號進(jìn)行信號均衡處理，而處 理得結(jié)果是需要對所有的符號都進(jìn)行檢測，所以，在圖1中，本發(fā)明還包括一判斷步驟500 判斷是否檢測完所述接收信號中的所有符號，若沒有，則返回步驟A重復(fù)執(zhí)行均衡過程，直 到檢測出所有符號；否則，輸出結(jié)果?？傊鐖D2所示，本發(fā)明通過添加塊判決處理將匪SE-IC的每一步中的 MMSE-BLE過程都進(jìn)行了優(yōu)化，改變?yōu)镸MSE-BDra過程，得到的方法能獲得額外的增益。每 次MMSE-BDFE算法得到的符號是MMSE-BDFE過程中解出的最后一個輸出。改用MMSE-BDFE 后，解出的最后一個元素有額外的判決增益，因此改進(jìn)后的MMSE-IC有較好的性能。改進(jìn)后 的匪SE-IC稱為最小均方誤差-干擾消除_塊判決反饋均衡，即匪SE-IC-BDFE方法，它在 傳統(tǒng)的MMSE-IC上進(jìn)行優(yōu)化獲得了額外的增益，但又不同于傳統(tǒng)的MMSE-BDFE方法，它結(jié)合 了干擾消除方法，其抗噪聲性能更強(qiáng)，具體可參見圖3和圖4。上述圖2所示的本發(fā)明的方法寫為偽碼，如下所示 0Z0 濾波4為對α進(jìn)行MMSE-BDFE算法得到的向量i,為&的第一個元素(最后一個輸出)% 判決 %干擾消除r.+1 =^-(H)l-Sii — i + 1將上述方法應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)(一種TDD-CDMA)中的聯(lián)合檢測算法可以獲得
7較好的性能。使用在TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)中推薦的多徑衰落信道參數(shù)，如下表1 (多徑衰落信道 參數(shù))所示 采用上述case 3的參數(shù)，假設(shè)信道在一個突發(fā)周期內(nèi)是接近非時(shí)變的，即在一個 突發(fā)周期內(nèi)信道抽頭是固定的。最大的時(shí)間延遲為16個碼片周期。所有用戶使用相同的 擴(kuò)頻因子Q，并且Q = 16，N= 32 ；載波頻率為2GHz。對于接收機(jī)，信道沖激響應(yīng)分別通過 傳統(tǒng)的MMSE-BDFE與本發(fā)明MMSE-IC-BDFE方法進(jìn)行均衡處理，對應(yīng)的抗噪聲能力圖分別如 圖3和圖4所示。如圖3所示，活動碼道數(shù)K = 8時(shí)的MMSE-BDFE與MMSE-IC-BDFE的性能比較；圖3 中橫坐標(biāo)Ed/NQ表示信噪比，縱坐標(biāo)BER表示比特錯誤率，可見，MMSE-IC-BDFE比MMSE-BDFE 具有更好的抗噪聲能力。如圖4所示，活動碼道數(shù)K= 16時(shí)的MMSE-BDi7E與MMSE-IC-BDFE的性能比較；圖4 中橫坐標(biāo)Ed/NQ表示信噪比，縱坐標(biāo)BER表示比特錯誤率，可見，MMSE-IC-BDFE比MMSE-BDFE 具有更好的抗噪聲能力?；谏鲜龇椒?，本發(fā)明可以通過軟件編程的形式對計(jì)算機(jī)內(nèi)部性能進(jìn)行改進(jìn)，和 /或通過添加硬件功能模塊、或者修改硬件結(jié)果來在通用設(shè)備上實(shí)現(xiàn)上述方法所帶來的功 能。比如，本發(fā)明還提供了一種信道均衡裝置，所述裝置包括信道匹配模塊，用于對接收信 號進(jìn)行信道匹配、并獲得待處理信號；中間處理模塊，用于對所述待處理信號進(jìn)行最小均方 誤差-塊判決反饋均衡，并獲得系列檢測結(jié)果；選擇模塊，用于對所述系列檢測結(jié)果進(jìn)行選 擇，并抽取最后一個輸出作為已檢測符號；干擾消除處理模塊，用于將所述已檢測符號作為 干擾，從接收信號中消除，并生成新的接收信號；及判斷模塊，用于判斷是否檢測完所述接 收信號中的所有符號，若沒有則重新啟動所述信道匹配模塊，否則輸出結(jié)果。為了有效的添加塊判決反饋處理，在中間處理模塊中還設(shè)置有前向處理單元，用
8于對待處理信號進(jìn)行前向替換處理；后向處理單元，用于對前向替換處理結(jié)果進(jìn)行后向替 換處理，并添加塊判決反饋處理。另外，上述干擾消除處理模塊還可以設(shè)置判決單元，用 于對所述已檢測符號進(jìn)行判決，選擇該已檢測符號最可能對應(yīng)的發(fā)射符號；及剔除單元，用 于把判決得到的符號作為干擾，將該干擾從所述接收信號中去除，獲得所述新的接收符號。 上述各個功能模塊或單元的實(shí)現(xiàn)方法具體參見上述關(guān)于方法的相關(guān)說明，在此不作重復(fù)說 明。綜上所述，本發(fā)明的均衡方法獲得額外增益，提高抗干擾性能，也可以用于聯(lián)合檢 測。聯(lián)合檢測一般用于TDD-CDMA系統(tǒng)。經(jīng)歷ISI信道的TDD-CDMA系統(tǒng)與單用戶系統(tǒng)有類 似的信道模型，只不過信道卷積矩陣為多個用戶組合信道沖激響應(yīng)(包含了用戶擴(kuò)頻碼和 信道沖激響應(yīng))組成的卷積矩陣。由于有類似的信道模型，檢測時(shí)可以使用類似的算法，只 不過檢測出的符號包括各個符號周期內(nèi)各個用戶的符號。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為 是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種信道均衡方法，其包括以下步驟A、對接收信號進(jìn)行信道匹配，獲得待處理信號；B、對所述待處理信號進(jìn)行最小均方誤差 塊判決反饋均衡，獲得系列檢測結(jié)果；C、抽取所述系列檢測結(jié)果中的最后一個輸出作為已檢測符號；D、將所述已檢測符號作為干擾，從接收信號中消除，生成新的接收信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括一判斷步驟判斷是否檢測完所述 接收信號中的所有符號，若沒有，則返回步驟A重復(fù)執(zhí)行均衡過程，直到檢測出所有符號； 否則，輸出結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D包括對所述已檢測符號進(jìn)行判決，選擇該已檢測符號最可能對應(yīng)的發(fā)射符號； 把判決得到的符號作為干擾，將該干擾從所述接收信號中去除，獲得所述新的接收信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，從所述接收信號中除去所述干擾的過程 按照下式進(jìn)行 其中，Ti表示輸入的符號；r" i表示所述新的接收信號；(H)i表示H的第i列，這里的 H表示信道沖激響應(yīng)矩陣；S；表示所述干擾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述最小均方誤差-塊判決反饋均衡處理 方法中，對待處理信號依次進(jìn)行前向替換、后向替換處理；并在所述后向替換處理中添加所 述塊判決反饋處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述后向替換處理中添加所述塊判決 反饋處理的過程按照以下公式進(jìn)行 其中，A表示所述系列檢測結(jié)果；zn表示進(jìn)行所述前向替換后的處理結(jié)果是第η個 元素為1的單位向量；L為對角元素為1的下三角矩陣；I表示單位矩陣；□ { ·}是判決算 子；N是一個塊中的符號數(shù)。
7.一種信道均衡裝置，其特征在于，所述裝置包括信道匹配模塊，用于對接收信號進(jìn)行信道匹配、并獲得待處理信號； 中間處理模塊，用于對所述待處理信號進(jìn)行最小均方誤差-塊判決反饋處理，并獲得 系列檢測結(jié)果；選擇模塊，用于對所述系列檢測結(jié)果進(jìn)行選擇，并抽取最后一個輸出作為已檢測符號；干擾消除處理模塊，用于將所述已檢測符號作為干擾，從接收信號中消除，并生成新的 接收信號；及判斷模塊，用于判斷是否檢測完所述接收信號中的所有符號，若沒有則重新啟動所述 信道匹配模塊，否則輸出結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述中間處理模塊包括前向處理單元，用于對所述待處理信號進(jìn)行前向替換處理；后向處理單元，用于對所述前向替換處理結(jié)果進(jìn)行后向替換處理，并添加塊判決反饋處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述干擾消除處理模塊包括 判決單元，用于對所述已檢測符號進(jìn)行判決，選擇該已檢測符號最可能對應(yīng)的發(fā)射符 號；及剔除單元，用于把判決得到的符號作為干擾，將該干擾從所述接收信號中去除，獲得 所述新的接收信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信道均衡方法及其裝置，其包括以下步驟對接收信號進(jìn)行信道匹配，獲得待處理信號；對所述待處理信號進(jìn)行最小均方誤差-塊判決反饋均衡處理，獲得系列檢測結(jié)果；抽取所述系列檢測結(jié)果中的最后一個輸出作為已檢測符號；將所述已檢測符號作為干擾，從接收信號中消除，生成新的接收信號。本發(fā)明能夠?qū)MSE-IC信道均衡方法進(jìn)行優(yōu)化處理，獲得額外增益。
文檔編號H04B1/707GK101931593SQ20091010823
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者周化雨, 汪開龍, 汪赟 申請人:Tcl集團(tuán)股份有限公司