專利名稱：并行信道均衡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種并行信道均衡方法。
背景技術(shù)：
在無線通信信道中，通常存在較強的多徑干擾，需要采用信道均衡算法來抵消時變多徑信道的影響。通常采用的均衡方法有時域均衡和頻域均衡兩大類。對于時域均衡算法，需要采用橫向濾波器來完成；對于頻域均衡算法，需要將數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換后進行處理。進行頻域均衡首先需要估計信道參數(shù)，信道估計主要有數(shù)據(jù)輔助估計算法和盲估計算法兩大類，其中數(shù)據(jù)輔助算法因方法簡單，估計精度高，得到了廣泛的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的信道均衡算法是針對單路串行數(shù)據(jù)提出的，當(dāng)傳輸速率很高時，器件需要在很高的時鐘速率下運行，考慮到成本和功耗等因素，在通信系統(tǒng)中大量使用這種高速器件是不合理的。

發(fā)明內(nèi)容
( — )要解決的技術(shù)問題 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種能夠降低對數(shù)據(jù)的處理速度及器件時鐘速率的要求，適用于無線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，在硬件上可以實現(xiàn)信道參數(shù)的無偏估計，提高估計參數(shù)的準(zhǔn)確性，尤其適合于要求只利用一段訓(xùn)練序列進行信道估計的場合的并行信道均衡方案。
( 二 )技術(shù)方案 為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種并行信道均衡方法，包括以下步驟
Sl，對輸入數(shù)據(jù)進行并行幀同步處理； S2，利用已知的PN訓(xùn)練序列及步驟Sl輸出的數(shù)據(jù)中的PN訓(xùn)練序列(即接收到的PN訓(xùn)練序列)進行并行信道估計，得到信道參數(shù)； S3，將步驟S1輸出的數(shù)據(jù)中的幀體數(shù)據(jù)以及估計到的信道參數(shù)分別存儲到先入先出存儲器中，并對所述信道參數(shù)補O，然后在同一時刻將所述幀體數(shù)據(jù)和信道參數(shù)開始輸出； S4，對所述幀體數(shù)據(jù)和信道參數(shù)依次進行并行FFT運算，并行除法運算和并行
IFFT運算，得到輸出數(shù)據(jù)。 其中，所述步驟Sl包括以下步驟 Sll，將參與并行Np路相關(guān)運算的所有輸入數(shù)據(jù)存儲到輸入數(shù)據(jù)寄存器中，輸出Np路并行數(shù)據(jù)，每路Nr個數(shù)據(jù)； S12，將所述Np路并行數(shù)據(jù)的每一路&個數(shù)據(jù)符號，分別與已知的PN訓(xùn)練序列中相應(yīng)位置的值進行對比，輸出Np路并行數(shù)據(jù)，每一路有Nr個數(shù)據(jù)，實部與虛部分別取值為正1或負1 ; S13，將步驟S12輸出的Np路并行數(shù)據(jù)分別求和，和值的模大于或等于預(yù)設(shè)門限值則認(rèn)為搜索到PN訓(xùn)練序列起始位置，其中，只在預(yù)設(shè)的判決窗(窗的大小是預(yù)設(shè)的)內(nèi)進行同步搜索； S14，將接收到的Np路并行數(shù)據(jù)中的PN訓(xùn)練序列(即上述"接收到的PN訓(xùn)練序
列")以及幀體數(shù)據(jù)的長度均調(diào)整為Np的整數(shù)倍，長度不足時補O，然后輸出處理后的幀體
數(shù)據(jù)和PN訓(xùn)練序列，其中，幀體數(shù)據(jù)和PN訓(xùn)練序列的起始數(shù)據(jù)在第一路輸出； S15，根據(jù)所述PN訓(xùn)練序列起始位置相對應(yīng)的最大相關(guān)值的實部與虛部的符號確
定接收到的數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)相位的角度，然后對整幀數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)，消除相位模糊度，所述整
幀數(shù)據(jù)包括PN訓(xùn)練序列與幀體數(shù)據(jù)。 其中，所述步驟S2包括以下步驟 S21，將存儲已知的PN訓(xùn)練序列的第一 PN訓(xùn)練序列寄存器恢復(fù)到初始狀態(tài)；
S22，將接收到的并行Np路PN訓(xùn)練序列存儲到Np組第二 PN訓(xùn)練序列寄存器中，用于后續(xù)計算； S23，根據(jù)所述第一 PN訓(xùn)練序列寄存器與第二 PN訓(xùn)練序列寄存器對應(yīng)位置的值，利用加法器進行復(fù)數(shù)乘法運算，將所有相乘后數(shù)據(jù)相加得到相乘后矢量的一項，然后將第一 PN訓(xùn)練序列寄存器循環(huán)移位，依次得到相乘后矢量的其它項；
S24，將步驟S23輸出的矢量的各分量相加，得到一標(biāo)量； S25，通過移位器與加法器對步驟S23輸出的矢量的各分量以及所述標(biāo)量進行運算得到信道參數(shù)的各分量，其中，同時計算Np個分量，并將該Np個分量并行輸出。
其中，所述步驟S4包括以下步驟 S411 ，分別對所述幀體數(shù)據(jù)及信道參數(shù)的Np條支路數(shù)據(jù)作Nb/Np點FFT ;S412，對步驟S411處理后的數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)；S413，對步驟S412處理后的數(shù)據(jù)作Np點FFT，以同時得到Np路幀體數(shù)據(jù)及信道參數(shù)FFT后的數(shù)據(jù)； S42，對Np路幀體數(shù)據(jù)及信道參數(shù)FFT后的數(shù)據(jù)逐點進行Np路并行除法；
S431，對S42處理后的Np條支路數(shù)據(jù)作Np點IFFT ;S432，對步驟S431處理后的數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)；S433，對步驟S432處理后的數(shù)據(jù)作Nb/Np點IFFT，以同時得到Np路均衡后的數(shù)據(jù)輸出。 其中，在步驟S412及S432中對應(yīng)位置所旋轉(zhuǎn)的相位互為共軛。
其中，在步驟SI之前已經(jīng)對所述輸入數(shù)據(jù)正確地完成了時鐘恢復(fù)與載波恢復(fù)。
其中，所述輸入數(shù)據(jù)包括幀頭數(shù)據(jù)與幀體數(shù)據(jù)，所述幀頭數(shù)據(jù)包括幀頭循環(huán)前綴與PN訓(xùn)練序列，所述幀體數(shù)據(jù)包括幀體循環(huán)前綴與有效數(shù)據(jù)。 其中，在所述并行信道均衡方法中采用QPSK調(diào)制方式進行無線通信，其中，I、Q兩
路數(shù)據(jù)的幀頭數(shù)據(jù)相同。 其中，所述PN訓(xùn)練序列為m序列。 其中，所述輸入數(shù)據(jù)的持續(xù)時間足夠短，以保證利用幀頭數(shù)據(jù)所估計的信道信息在整個輸入數(shù)據(jù)期間保持有效。 其中，所述幀頭循環(huán)前綴與幀體循環(huán)前綴的長度均應(yīng)大于或等于信道長度。[OO35](三)有益效果 本發(fā)明技術(shù)方案提出的并行信道均衡方法采用并行處理方式，降低了對數(shù)據(jù)的處理速度及器件時鐘速率的要求，可適用于無線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。通過適當(dāng)選擇參數(shù)，其中的并行信道估計方法可以只通過加法及移位實現(xiàn)矩陣相乘及求逆，從而在硬件上可以實現(xiàn)信道參數(shù)的無偏估計，提高了估計參數(shù)的準(zhǔn)確性，尤其適合于要求只利用一段訓(xùn)練序列進行信道估計的場合。


圖1是本發(fā)明實施例的方法應(yīng)用的全數(shù)字接收機原理框圖； 圖2是本發(fā)明實施例的方法流程圖； 圖3是本發(fā)明實施例的方法中所使用的幀結(jié)構(gòu)圖； 圖4是本發(fā)明實施例的方法中所使用的9級m序列發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 本發(fā)明可應(yīng)用于高速無線通信全數(shù)字接收機中，本發(fā)明實施例的方法應(yīng)用的全數(shù)字接收機原理框圖如圖1所示，圖2是本發(fā)明實施例的方法流程圖，圖3是該方法中所使用的幀結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，幀結(jié)構(gòu)包括幀頭與幀體。其中，幀頭包括幀頭循環(huán)前綴(幀頭CP)與PN訓(xùn)練序列，幀體包括幀體循環(huán)前綴(幀體CP)與有效數(shù)據(jù)。幀頭CP的長度為Nhg，PN訓(xùn)練序列的長度為NPN，幀體CP的長度為Nbg，幀體長度為Nb。 PN訓(xùn)練序列選擇為m序列。采用QPSK調(diào)制方式，1、Q兩路的幀頭相同，1映射為正數(shù)，O映射為負數(shù)。
本發(fā)明認(rèn)為在進行幀同步、信道估計與均衡之前，全數(shù)字接收機已經(jīng)正確完成了時鐘恢復(fù)與載波恢復(fù)。幀同步、信道估計與信道均衡步驟的輸入與輸出均為1、Q各Np路并行數(shù)據(jù)。為運算方便，Nb為Np的整數(shù)倍。 下面公式中，T表示轉(zhuǎn)置，H表示共軛轉(zhuǎn)置。下面給出一些定義。
定義PN訓(xùn)練序列
<formula>formula see original document page 6</formula> x"x。，巧,…， ")t (1) 因1、Q兩路的幀頭相同，所以滿足Xi = l+j或者& = -l-j， i = O，l，…，Npfl。加上長度為Nhg的循環(huán)前綴后，幀頭的表示形式為<formula>formula see original document page 6</formula>
在接收端，定義接收到的PN訓(xùn)練序列為 <formula>formula see original document page 6</formula> 滿足關(guān)系式 <formula>formula see original document page 6</formula>
其中，h = (h。，hp ...，hL—》t (5) 為信道參數(shù)，長度為L，且滿足NhK > L， NbK > L。矩陣A的表達式為<formula>formula see original document page 7</formula> 其第一列即是矢
大似然估計法，可以解得
h = (AHA)—1 (7)
定義接收到的幀體數(shù)據(jù)為 s =(Wi，'..， -i)
x，其它各列是第一列的循環(huán)移位。w為加性高斯白噪聲。由最 定義 h'=
(8)
(9) 這里0為長度為Nb_L，且所有值全為0的列向量。 分別計算s及h'的快速傅立葉變換 S = FFT(s) (10) H' = FFT(h' ) (11) 逐點計算除法 D = S/H' (12) 則 d = IFFT(D) (13) 即為并行頻域信道均衡后的結(jié)果。 為便于硬件實現(xiàn)，上述信道估計只用加法器及移位器實現(xiàn):
根據(jù)m序列的相關(guān)性
質(zhì)，當(dāng)相位偏移為0時，其相關(guān)值為Np,，否則，其相關(guān)值為-1，因此，可以得到
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中[1]表示所有元素全為1的矩陣，I表示單位陣。定義
<formula>formula see original document page 7</formula>
q=(q0，q2， ... ， qL—》T = [a， a， ... ， a] T+(NPN_L+1) z (18) 其中，qi = a+(NPN-L+l)Zi， i = 0， 1，…，L-1 (19) 則信道參數(shù)為
<formula>formula see original document page 8</formula> 由于AH由-1+j和1-j組成，通過加法可以求得z及a。由m序列的性質(zhì)可知NPN
=2n_l，當(dāng)選擇參與運算的L = 2m時，q可以通過加法及移位實現(xiàn)，這里m及n均為正整數(shù)。
最終輸出的信道參數(shù)h各分量的后2(Np,+l) (NPN_L+1)位表示小數(shù)部分，可根據(jù)需要進行取
舍。也可以選擇L個信道參數(shù)分量中的前L'個分量用于信道均衡計算。 由于輸入數(shù)據(jù)為Np路并行輸入方式，定義yi，i = 1，2，…，Np為各支路輸入矢量，<formula>formula see original document page 8</formula>(21) 各矢量的長度為iV,「A^/iVp"l返里IVl表示向上取整，L中長度不足的矢量最 后一項補O，以與y工長度相同。 定義「A^/A^^x丄維矩陣Ai， i = 1，2，…，Np，矩陣Ai的第1行的數(shù)據(jù)分別為矩
陣A的第i行的數(shù)據(jù)，A由A的第l，Np+l，2Np+l，…，行組成，其余各矩陣依次類推，長度不 足的矩陣最后一行補O，得到
<formula>formula see original document page 8</formula> 然后由(17) (20)式求得a、q及h。同時計算h的Np個分量，即h為Np路并行輸出。 對于Np路并行數(shù)據(jù)，分別對每條支路作Nb/Np點FFT。若At (k) ， i = 1， 2，…，Np， k = 0， 1，…，Nb/Np-1分別表示第i條支路計算的FFT，則需要對該數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)
,iVp，"O，l,-.
(23) Nb/Np。




C,= 1,2,.
以i為變量分別對& (k)作ND點FFT，同時得到ND路FFT后數(shù)據(jù)，每路數(shù)據(jù)長度為
Np路并行IFFT由FFT的反過程求得。
下面詳細說明本發(fā)明的方法。本發(fā)明提出并行信道均衡方法包括步驟
51. 并行幀同步，確定幀頭及幀體位置，糾正相位模糊度及調(diào)整輸出數(shù)據(jù)；
52. 并行信道估計，利用已知PN訓(xùn)練序列及接收到的相應(yīng)數(shù)據(jù)估計信道參數(shù)；
53. 數(shù)據(jù)緩存，將幀體數(shù)據(jù)及信道估計參數(shù)存儲到FIFO中，在同一時刻開始輸出， 并對信道估計參數(shù)補O。 S4.并行頻域信道均衡，完成FFT、除法及IFFT。
步驟SI進一步包括步驟
Sll.輸入串并轉(zhuǎn)換 為確定PN訓(xùn)練序列及幀體位置，需要將輸入數(shù)據(jù)與已知PN訓(xùn)練序列進行相關(guān)運 算。為節(jié)約硬件資源，可利用PN訓(xùn)練序列的部分相關(guān)性質(zhì)，取PN訓(xùn)練序列的前Nr位參與運 算，這里K《NPN。因為PN訓(xùn)練序列的起始位置是不能確定的，不知道在Np條支路的哪一條當(dāng)中，因此需要進行Np路并行相關(guān)運算。 一共需要Np+N「l個輸入數(shù)據(jù)，該功能由一組寄存 器完成。為便于硬件實現(xiàn)，選擇寄存器長度為kNp，這里k為正整數(shù)，且滿足kNp > Np+N「l。
首先，在接收到輸入數(shù)據(jù)后，寄存器組進行數(shù)據(jù)更新 這里din(i)，i = 1，2，…，Np為輸入數(shù)據(jù)。輸入串并轉(zhuǎn)換的輸出為Np路并行數(shù)據(jù)， 每路Nr個數(shù)據(jù) d印o(i，m) = dspi(kNp+m+2)， i = 1，2， ...，Np，m=l，2， ...，Nr (25)
這里，d，(i，m)表示第i路第m數(shù)據(jù)。
S12.電平轉(zhuǎn)換 將d，(i， m)實部與虛部的符號位分別與PN訓(xùn)練序列對應(yīng)位置的值進行比較，輸 出電平轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)dt。(i，m)， i = 1，2，…，Np，m二l，2，， Nr。 若Re[d印。(i，m)]為正且對應(yīng)PN為0，則Re [dt。 (i， m)]為_1 ;若Re [dsp。 (i， m)]為 負且對應(yīng)PN為0，則Re[dt。(i，m)]為1 ;若Im[dsp。 (i， m)]為正且對應(yīng)PN為0，則Im[dt。(i， m)]為-1 ;若Im[d印o(i，m)]為負且對應(yīng)PN為O，則Im[dt。(i，m)]為1。
S13.同步搜索 對dt。 (i ， m)的Np路數(shù)據(jù)分別相加求和 并將d，(i)的模與預(yù)設(shè)門限T，比較。若cU(i) ^T，，則記錄該數(shù)據(jù)的位置P，。 為提高幀同步的準(zhǔn)確率，只在判決窗內(nèi)進行同步搜索。
S14.輸出數(shù)據(jù)調(diào)整 從P，位置開始輸出接收到的PN訓(xùn)練序列及幀體數(shù)據(jù)。若數(shù)據(jù)長度為Np的整數(shù) 倍，則不需要調(diào)整數(shù)據(jù)。否則，將數(shù)據(jù)長度增加為Np的整數(shù)倍，長度不足用0補齊，并去除 幀體前綴，只輸出幀體數(shù)據(jù)。PN訓(xùn)練序列及幀體數(shù)據(jù)的起始數(shù)據(jù)在第一條支路輸出，第二個 數(shù)據(jù)在第二條支路輸出，后續(xù)數(shù)據(jù)以此類推。
SI5.相位旋轉(zhuǎn) 相位旋轉(zhuǎn)的目的是消除相位模糊度。若Re [cU (Psyn)]與Im [d。OT (Psyn)]均為
正，則旋轉(zhuǎn)9 = O度；若Re[cU(Psyn)]為負，Im[drar(Psyn)]為正，則旋轉(zhuǎn)9 =90度；
若Re [dcor (Psyn)]與Im [dcor (Psyn)]均為負，則旋轉(zhuǎn)9 = 180度；若Re [dcor (Psyn)]為正， Im[cU(Psyn)]為負則旋轉(zhuǎn)9 = 270度。最終輸出數(shù)據(jù)為
dr(i) = din(i)e鄧(j e)， i = 1，2， ...，Np (27)
步驟S2進一步包括步驟
S21.初始化 在每幀數(shù)據(jù)信道參數(shù)估計完畢后，將存儲已知的PN訓(xùn)練序列的第一 PN訓(xùn)練序列
寄存器恢復(fù)到初始狀態(tài)。 S22.輸入數(shù)據(jù)存儲 將接收的Np路PN訓(xùn)練序列存儲到Np組第二 PN訓(xùn)練序列寄存器中，直至PN訓(xùn)練
(24)((/) = J]《(/， w), / = 1， 2，…，^
(26)序列結(jié)束。每組寄存器的長度為「A^w/Wj。
S23.矩陣與輸入矢量相乘 即求矢量z。在S22狀態(tài)結(jié)束時，第m(m二 1，2，…，Np)組第n個第二 PN訓(xùn)練序
列寄存器r,分別對應(yīng)第一PN訓(xùn)練序列寄存器的第(n-l)Np+m個值。若第一PN訓(xùn)練序列
寄存器的值為0，則計算(-l + j)I^，否則計算(11')1 ，此步驟只通過加法器即可完成。將
所有值相加即得到z的第一個分量。然后第二 PN訓(xùn)練序列寄存器保持不變，第一 PN訓(xùn)練 序列寄存器循環(huán)右移1位，得到z的第二個分量。如此繼續(xù)移位，移位L次后，得到矢量z。
S24.求矢量和 將z的所有L個分量相加，得到標(biāo)量a。
S25.輸出估計值 將z的各分量左移NpfL+l位，與a相加，得到最終輸出的信道參數(shù)各分量。各參
數(shù)分量的后2(NPN+1) (NPN_L+1)位表示小數(shù)部分，可根據(jù)需要進行取舍。同時計算h的Np個
分量，即h為Np路并行輸出。 步驟S4進一步包括步驟 S41.進行FFT運算: S411.分別對幀體及信道參數(shù)的Np條支路的數(shù)據(jù)做Nb/Np點FFT，得到幀體& (k) 及信道參數(shù)Bi(k)， i = 1，2，…，Np，k二0，1，…，Nb/Np-l。
S412.進行相位旋轉(zhuǎn) 按(23)式進行旋轉(zhuǎn)，分別得到& (k)及Di (k)。 S413.以i為變量分別對& (k)及Di (k)作Np點FFT，同時得到Np路幀體及信道參 數(shù)FFT后數(shù)據(jù)S(k+(i-l)Nb/Np)及H' (k+(i-l)Nb/Np)， i = 1，2， ...，Np，k = 0，l， ...，Nb/
Np-1。 S42.進行除法運算 逐點進行Np路并行除法 D(k+(i-l)Nb/Np) = [S(k+(i-l)Nb/Np)]/[H' (k+(i_l) Nb/Np) ] (28)
S43.進行IFFT運算 S433.以i為變量對D (k+ (i_l) Nb/Np)作Np點IFFT，得到Np路數(shù)據(jù)二 (k) ， i = 1 ， 2，…，Np， k = 0， 1，…，Nb/Np-1。
S432.進行相位旋轉(zhuǎn)丄,(A:)=『 (A),/ = 1,2,…，iVp,A: = 0,1,...,iV^ -1 ( 29 ) S433.分別對Np條支路的數(shù)據(jù)做Nb/Np點IFFT，得d(i+kNp) ， i = 1，2，…，N。，k = O，l，…，VNp-l。 下面通過將參數(shù)具體化的形式舉例說明上述實施例。 本實施例的無線通信系統(tǒng)中，發(fā)送端選擇QPSK調(diào)制方式，幀頭中PN訓(xùn)練序列 選擇9級m序列，長度Np, = 511，生成多項式x9+xVl，其結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示，初始狀態(tài) 010000000。幀頭CP的長度為Nhg = 270，幀體CP的長度為Nbg = 256，幀體長度為Nb = 4096。 信道長度L = 256，且有NPN-L+1 = 256。 Np = 2， ^ = 64，所估計信道參數(shù)中后18位為小 數(shù)部分，前面各位是整數(shù)部分，經(jīng)適當(dāng)取舍后即可作為信道估計值輸出。
進行信道均衡時，對兩路數(shù)據(jù)分別進行2048點FFT，相位旋轉(zhuǎn)，再進行基2-FFT運 算，并行輸出2路數(shù)據(jù)；進行2路并行除法；對2路除法后數(shù)據(jù)進行基2-IFFT運算，相位旋 轉(zhuǎn)，最后對兩路數(shù)據(jù)分別進行2048點IFFT，得到最終均衡后的結(jié)果。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種并行信道均衡方法，其特征在于，包括以下步驟S1，對輸入數(shù)據(jù)進行并行幀同步處理；S2，利用已知的PN訓(xùn)練序列及步驟S1輸出的數(shù)據(jù)中的PN訓(xùn)練序列進行并行信道估計，得到信道參數(shù)；S3，將步驟S1輸出的數(shù)據(jù)中的幀體數(shù)據(jù)以及估計到的信道參數(shù)分別存儲到先入先出存儲器中，并對所述信道參數(shù)補0，然后在同一時刻將所述幀體數(shù)據(jù)和信道參數(shù)開始輸出；S4，對所述幀體數(shù)據(jù)和信道參數(shù)依次進行并行FFT運算，并行除法運算和并行IFFT運算，得到輸出數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的并行信道均衡方法，其特征在于，所述步驟SI包括以下步驟SI 1 ，將參與并行Np路相關(guān)運算的所有輸入數(shù)據(jù)存儲到輸入數(shù)據(jù)寄存器中，輸出Np路并行數(shù)據(jù)，每路Nr個數(shù)據(jù)；S12，將所述Np路并行數(shù)據(jù)的每一路&個數(shù)據(jù)符號，分別與已知的PN訓(xùn)練序列中相應(yīng)位置的值進行對比，輸出Np路并行數(shù)據(jù)，每一路有&個數(shù)據(jù)，實部與虛部分別取值為正1或負l;S13，將步驟S12輸出的Np路并行數(shù)據(jù)分別求和，和值的模大于或等于預(yù)設(shè)門限值則認(rèn)為搜索到PN訓(xùn)練序列起始位置，其中，只在預(yù)設(shè)的判決窗內(nèi)進行同步搜索；S14，將接收到的Np路并行數(shù)據(jù)中的PN訓(xùn)練序列以及幀體數(shù)據(jù)的長度均調(diào)整為Np的整數(shù)倍，長度不足時補O，然后輸出處理后的幀體數(shù)據(jù)和PN訓(xùn)練序列，其中，幀體數(shù)據(jù)和PN訓(xùn)練序列的起始數(shù)據(jù)在第一路輸出；S15，根據(jù)所述PN訓(xùn)練序列起始位置相對應(yīng)的最大相關(guān)值的實部與虛部的符號確定接收到的數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)相位的角度，然后對整幀數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)，消除相位模糊度，所述整幀數(shù)據(jù)包括PN訓(xùn)練序列與幀體數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的并行信道均衡方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下步驟S21，將存儲已知的PN訓(xùn)練序列的第一 PN訓(xùn)練序列寄存器恢復(fù)到初始狀態(tài)；S22，將接收到的并行Np路PN訓(xùn)練序列存儲到Np組第二 PN訓(xùn)練序列寄存器中，用于后續(xù)計算；S23，根據(jù)所述第一 PN訓(xùn)練序列寄存器與第二 PN訓(xùn)練序列寄存器對應(yīng)位置的值，利用加法器進行復(fù)數(shù)乘法運算，將所有相乘后數(shù)據(jù)相加得到相乘后矢量的一項，然后將第一PN訓(xùn)練序列寄存器循環(huán)移位，依次得到相乘后矢量的其它項；S24，將步驟S23輸出的矢量的各分量相加，得到一標(biāo)量；S25，通過移位器與加法器對步驟S23輸出的矢量的各分量以及所述標(biāo)量進行運算得到信道參數(shù)的各分量，其中，同時計算Np個分量，并將該Np個分量并行輸出。
4. 如權(quán)利要求3所述的并行信道均衡方法，其特征在于，所述步驟S4包括以下步驟S411，分別對所述幀體數(shù)據(jù)及信道參數(shù)的Np條支路數(shù)據(jù)作Nb/Np點FFT ;S412，對步驟S411處理后的數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)；S413，對步驟S412處理后的數(shù)據(jù)作Np點FFT，以同時得到Np路幀體數(shù)據(jù)及信道參數(shù)FFT后的數(shù)據(jù)；S42，對Np路幀體數(shù)據(jù)及信道參數(shù)FFT后的數(shù)據(jù)逐點進行Np路并行除法；S431，對S42處理后的Np條支路數(shù)據(jù)作Np點IFFT ;S432，對步驟S431處理后的數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)；S433，對步驟S432處理后的數(shù)據(jù)作Nb/Np點IFFT，以同時得到Np路均衡后的數(shù)據(jù)輸出。
5. 如權(quán)利要求4所述的并行信道均衡方法，其特征在于，在步驟S412及S432中對應(yīng)位置所旋轉(zhuǎn)的相位互為共軛。
6 . 如權(quán)利要求1所述的并行信道均衡方法，其特征在于，在步驟Sl之前已經(jīng)對所述輸入數(shù)據(jù)正確地完成了時鐘恢復(fù)與載波恢復(fù)。
7. 如權(quán)利要求1 6之任一項所述的并行信道均衡方法，其特征在于，所述輸入數(shù)據(jù)包括幀頭數(shù)據(jù)與幀體數(shù)據(jù)，所述幀頭數(shù)據(jù)包括幀頭循環(huán)前綴與PN訓(xùn)練序列，所述幀體數(shù)據(jù)包括幀體循環(huán)前綴與有效數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求1 6之任一項所述的并行信道均衡方法，其特征在于，在所述并行信道均衡方法中采用QPSK調(diào)制方式進行無線通信，其中，1、Q兩路數(shù)據(jù)的幀頭數(shù)據(jù)相同。
9. 如權(quán)利要求1 6之任一項所述的并行信道均衡方法，其特征在于，所述PN訓(xùn)練序列為m序列。
10. 如權(quán)利要求1 6之任一項所述的并行信道均衡方法，其特征在于，所述輸入數(shù)據(jù)的持續(xù)時間足夠短，以保證利用幀頭數(shù)據(jù)所估計的信道信息在整個輸入數(shù)據(jù)期間保持有效。
11. 如權(quán)利要求1 6之任一項所述的并行信道均衡方法，其特征在于，所述幀頭循環(huán)前綴與幀體循環(huán)前綴的長度均應(yīng)大于或等于信道長度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種并行信道均衡方法，包括以下步驟S1，對輸入數(shù)據(jù)進行并行幀同步處理；S2，利用已知的PN訓(xùn)練序列及步驟S1輸出的數(shù)據(jù)中的PN訓(xùn)練序列進行并行信道估計，得到信道參數(shù)；S3，將步驟S1輸出的數(shù)據(jù)中的幀體數(shù)據(jù)以及估計到的信道參數(shù)分別存儲到先入先出存儲器中，并對所述信道參數(shù)補0，然后在同一時刻將所述幀體數(shù)據(jù)和信道參數(shù)開始輸出；S4，對所述幀體數(shù)據(jù)和信道參數(shù)依次進行并行FFT運算，并行除法運算和并行IFFT運算，得到輸出數(shù)據(jù)。本發(fā)明能夠降低對數(shù)據(jù)的處理速度及器件時鐘速率的要求，適用于無線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，在硬件上可以實現(xiàn)信道參數(shù)的無偏估計，提高估計參數(shù)的準(zhǔn)確性，尤其適合于要求只利用一段訓(xùn)練序列進行信道估計的場合。
文檔編號H04L25/02GK101789918SQ20101011548
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者萬曉峰, 姜龍, 張國敬, 張彧, 潘長勇, 邱松 申請人:清華大學(xué)