本發(fā)明涉及電數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于頻域均衡的信號還原方法。

背景技術(shù)：

隨著通信業(yè)務(wù)的多元化發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)已經(jīng)超越傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)成為無線通信傳輸?shù)闹饕d體，而信息大爆炸引發(fā)了亟待傳輸?shù)凝嫶缶W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和視頻信息，對高速率可靠穩(wěn)定的通信形成了嚴峻的挑戰(zhàn)。

在所有的通信系統(tǒng)中，時變多徑無線信道是最為復(fù)雜和多變的一種。無線信道是基站天線與用戶天線的傳播路徑，由于接收機與發(fā)射機之間傳播路徑的復(fù)雜性，傳播路徑從簡單的視距傳播，到遭遇各種復(fù)雜的地形、地物的反射、散射和繞射后的非視距傳播，導(dǎo)致多徑效應(yīng)。同時移動終端的高速移動及周圍環(huán)境的快速變化引起接收信號的幅度、相位的急劇變化，使得移動終端與發(fā)射站之間的無線信道復(fù)雜并且難以控制。

當信號經(jīng)過無線信道傳輸后，由于信道作用使得在接收端收到的信號經(jīng)多條路徑傳播疊加后產(chǎn)生幅度和相位畸變，接收的信號已經(jīng)不同于原來發(fā)送的信號。所以，在接收機內(nèi)為了能準確的恢復(fù)發(fā)射端發(fā)送的信號，無線通信系統(tǒng)中接收端一般采用信道估計加均衡的方案消除信道干擾，而現(xiàn)有技術(shù)還原通信信號通常并不精確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于頻域均衡的信號還原方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)通信信號還原精度不高的問題。

具體地，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種基于頻域均衡的信號還原方法，所述信號還原方法包括：

獲取待還原信號；

使用所述待還原信號的第n塊訓(xùn)練序列zⁿ進行正向信道估計，獲取第n塊信號的正向信道估計

根據(jù)所述對所述待還原信號的第n塊數(shù)據(jù)yⁿ進行均衡，獲取第n塊發(fā)送信號的第一估計

使用所述待還原信號的第n+1塊訓(xùn)練序列zⁿ⁺¹與所述第n塊發(fā)送信號的第一估計進行反向信道估計，獲取第n塊信號的反向信道估計

通過根據(jù)所述和對待還原信號進行最大比合并頻域均衡計算，并將第n塊發(fā)送信號更新為第二估計

根據(jù)發(fā)送端的調(diào)制編碼方式對所述第二估計進行解調(diào)與譯碼。

進一步的，所述根據(jù)所述對所述待還原信號的第n塊數(shù)據(jù)yⁿ進行均衡，獲取第n塊發(fā)送信號的第一估計，包括：

通過對所述做N_s點FFT運算得到信道頻域響應(yīng)對接收信號做N_s點FFT運算得到Y(jié)ⁿ；

根據(jù)所述對所述進行頻域均衡，所述·/表示向量點除；

通過對所述所述進行IFFT運算，將運算結(jié)果記為

通過對所述進行解調(diào)，獲取發(fā)送信號的第一估計的估計值

進一步的，所述Π表示發(fā)送端采用的調(diào)制方式，Π^-1表示所述調(diào)制方式的解調(diào)操作。

進一步的，所述通過根據(jù)所述和對待還原信號進行最大比合并頻域均衡計算，并將第n塊發(fā)送信號更新為第二估計包括：

通過對接收信號做N_s點FFT運算得到Y(jié)ⁿ，對正向估計的信道響應(yīng)和反向估計的信道響應(yīng)做N_s點FFT運算分別得到和

根據(jù)進行最大比合并頻域均衡；

根據(jù)將所述轉(zhuǎn)換到時域，所述表示時域；

根據(jù)對所述進行調(diào)制并解調(diào)，所述為發(fā)送信號的第二估計的估計值。

進一步的，所述Π表示發(fā)送端采用的調(diào)制方式，Π^-1表示所述調(diào)制方式的解調(diào)操作。

本發(fā)明實施例，獲取待還原信號，使用待還原信號的第n塊訓(xùn)練序列zⁿ進行正向信道估計，獲取第n塊信號的正向信道估計根據(jù)對待還原信號的第n塊數(shù)據(jù)yⁿ進行均衡，獲取第n塊發(fā)送信號的第一估計使用待還原信號的第n+1塊訓(xùn)練序列zⁿ⁺¹與第n塊發(fā)送信號的第一估計進行反向信道估計，獲取第n塊信號的反向信道估計通過根據(jù)和對待還原信號進行最大比合并頻域均衡計算，并將第n塊發(fā)送信號更新為第二估計根據(jù)發(fā)送端的調(diào)制編碼方式對第二估計進行解調(diào)與譯碼，在不增加算法復(fù)雜度的情況下，增加了通信信號還原的精確度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一示例性實施例提供的一種基于頻域均衡的信號還原方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明一示例性實施例提供的發(fā)送信號的幀結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3是本發(fā)明一示例性實施例提供的接收信號的幀結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在本發(fā)明使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”是指并包含一個或多個相關(guān)聯(lián)的列出項目的任何或所有可能組合。

應(yīng)當理解，盡管在本發(fā)明可能采用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，第一信息也可以被稱為第二信息，類似地，第二信息也可以被稱為第一信息。取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時”或“當……時”或“響應(yīng)于確定”。

如圖1所示為本發(fā)明一示例性實施例提供的一種基于頻域均衡的信號還原方法的流程圖，所述信號接收方法包括：

步驟S101，獲取待還原信號。

在本發(fā)明實施例中，信號還原系統(tǒng)首先接收原始的通信信號，即待還原信號。通信信號經(jīng)過無線信號傳輸之后，由于傳輸路徑上傳播疊加后產(chǎn)生的幅度畸變和相位畸變，接收的信號已經(jīng)不同于原來發(fā)送的信號，接收端通常需要采用信號估計加均衡的方式消除信道干擾，實現(xiàn)通信信號的還原。

步驟S102，使用所述待還原信號的第n塊訓(xùn)練序列zⁿ進行正向信道估計，獲取第n塊信號的正向信道估計

在本發(fā)明實施例中，使用MP算法(Matching Pursuit，匹配追蹤算法)解一下方程組(1)，所得結(jié)果即為

在方程組(1)中，序列為接收信號中第n塊訓(xùn)練序列。序列為上一塊計算中所得發(fā)送信號的估計。第1次迭代即n＝1時，該序列初始化為0。序列為信道沖激響應(yīng)。序列為信道噪聲。

步驟S103，根據(jù)所述對所述待還原信號的第n塊數(shù)據(jù)yⁿ進行均衡，獲取第n塊發(fā)送信號的第一估計

在本發(fā)明實施例中，在獲取了正向信道估計之后，對待還原信號的第n塊數(shù)據(jù)yⁿ進行均衡，獲取第n塊發(fā)送信號的第一估計其具體的獲取方法，如下：

1、通過對所述做N_s點FFT運算得到信道頻域響應(yīng)對接收信號做N_s點FFT運算得到Y(jié)ⁿ。

2、根據(jù)所述對所述進行頻域均衡，所述·/表示向量點除。

3、通過對所述所述進行IFFT運算，將運算結(jié)果記為

在本發(fā)明實施例中，通過IFFT運算，可以將轉(zhuǎn)換到時域上。

4、通過對所述進行解調(diào)，獲取發(fā)送信號的第一估計的估計值

在本發(fā)明實施例中，Π表示發(fā)送端采用的調(diào)制方式，Π^-1表示該調(diào)制方式的解調(diào)操作。具體的，Π可以為QPSK(Quadrature Phase Shift Keyin，正交相移鍵控)調(diào)制，Π^-1表示QPSK解調(diào)。

步驟S104，使用所述待還原信號的第n+1塊訓(xùn)練序列zⁿ⁺¹與所述進行反向信道估計，獲取第n塊信號的反向信道估計

在本發(fā)明實施例中，使用MP算法解如下方程組(2)，所得結(jié)果記為

方程組中序列為待還原信號中第n+1塊訓(xùn)練序列，序列為第n塊的正向信道估計，序列為信道沖激響應(yīng)，序列為信道噪聲。

步驟S105，通過根據(jù)所述和對待還原信號進行最大比合并頻域均衡計算，并將第n塊發(fā)送信號更新為第二估計

在本發(fā)明實施例中，符號“·”表示向量點乘運算，即對應(yīng)位置元素相乘，符號“*”表示對向量中元素求共軛，Yⁿ以及均為N_s元向量，即

其具體的過程，如下：

1、通過對接收信號做N_s點FFT運算得到Y(jié)ⁿ，對正向估計的信道響應(yīng)和反向估計的信道響應(yīng)做N_s點FFT運算分別得到和

2、根據(jù)進行最大比合并頻域均衡。

3、根據(jù)將所述轉(zhuǎn)換到時域，所述表示時域。

4、根據(jù)對所述進行調(diào)制并解調(diào)，所述為發(fā)送信號的第二估計的估計值。

在本發(fā)明實施例中，Π表示發(fā)送端采用的調(diào)制方式，Π^-1表示該調(diào)制方式的解調(diào)操作。具體的，Π表示QPSK調(diào)制，Π^-1表示QPSK解調(diào)。

步驟S106，根據(jù)發(fā)送端的調(diào)制編碼方式對所述第二估計進行解調(diào)與譯碼。

在本發(fā)明實施例中，根據(jù)發(fā)送信號的調(diào)制編碼方式對第二估計進行解調(diào)與譯碼，即可完成對信號的還原。具體的，調(diào)制方式QPSK調(diào)制，編碼方式為LDPC編碼。本實例中使用LDPC碼的BP譯碼算法進行譯碼。

本發(fā)明實施例，獲取待還原信號，使用待還原信號的第n塊訓(xùn)練序列zⁿ進行正向信道估計，獲取第n塊信號的正向信道估計根據(jù)對待還原信號的第n塊數(shù)據(jù)yⁿ進行均衡，獲取第n塊發(fā)送信號的第一估計使用待還原信號的第n+1塊訓(xùn)練序列zⁿ⁺¹與第n塊發(fā)送信號的第一估計進行反向信道估計，獲取第n塊信號的反向信道估計通過根據(jù)和對待還原信號進行最大比合并頻域均衡計算，并將第n塊發(fā)送信號更新為第二估計根據(jù)發(fā)送端的調(diào)制編碼方式對第二估計進行解調(diào)與譯碼，在不增加算法復(fù)雜度的情況下，增加了通信信號還原的精確度。

如圖2所示為本發(fā)明一示例性實施例提供的發(fā)送信號的幀結(jié)構(gòu)的示意圖。

如圖3所示為本發(fā)明一示例性實施例提供的接收信號的幀結(jié)構(gòu)的示意圖。

其中，圖2、圖3中各標號的含義如下：

q：數(shù)據(jù)分塊個數(shù)，本實施例中q＝8；

N_p：訓(xùn)練序列長度，本實施例中N_p＝128；

N_d：一個數(shù)據(jù)塊內(nèi)有效數(shù)據(jù)長度，本實施例中N_d＝384；

N_s：數(shù)據(jù)塊長度，大小等于N_p+N_d，本實施例中N_s＝512；

uⁿ：訓(xùn)練序列，本實施例中，訓(xùn)練序列為長度為N_p的Zadoff-chu序列；

xⁿ：發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)過某種調(diào)制方式調(diào)制后的符號，本實施例中采用QPSK調(diào)制；

zⁿ：接收到的訓(xùn)練序列；

yⁿ：接收到的有效數(shù)據(jù)。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本發(fā)明方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。