專利名稱:一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
正交幅度調(diào)制QAM是一種幅度、相位聯(lián)合調(diào)制技術(shù)，同時利用載波的幅度和相位來傳遞信息，廣泛用于數(shù)字通信。發(fā)射端的信號進入信道后會受到影響，例如多徑干擾，需要使用均衡器來消除多徑干擾；由于接收端和發(fā)送端的時鐘頻率不同等原因使接收端的載波頻率與發(fā)送端的本地載波的頻率有偏差，會使接收端的信號存在殘留的載波頻率偏差信號；為了準確的獲得發(fā)送端發(fā)送的原始信號，需要消除多徑干擾和載波的頻率偏移信號。
現(xiàn)有技術(shù)中在接收端使用均衡器消除多徑干擾，使用載波同步電路消除載波的頻率偏移，其聯(lián)合示意圖如圖1所示。所以為了準確的獲得發(fā)送端發(fā)送的原始信號，接收端的均衡器和載波同步電路的算法的選擇是非常重要的，現(xiàn)有技術(shù)中有兩種實現(xiàn)方案。一種是均衡器采用盲均衡算法，載波同步電路采用盲捕獲算法，此方法能捕獲的載波的頻偏范圍比較大，其能捕獲的頻偏高達符號率的5％，但是均衡器輸出的錯誤信號比較多，載波同步電路輸出的估計頻偏的誤差比較大，此算法開始時載波同步電路不工作，在均衡器工作一段時間收斂后，載波同步電路開始工作用于捕獲頻偏，較好的消除載波頻偏，其輸出信號為Zn，采用判決器對Zn進行估計，得到估計信號
，因為均衡器的盲捕獲算法只與均衡器輸入信號Xn有關(guān)，與估計信號
無關(guān)，所以不能在消除載波頻偏后的Zn的估計信號
的基礎(chǔ)上更好的消除多徑干擾，從而載波同步電路和均衡器的聯(lián)合效果就不能更準確的獲得
所以誤碼率比較大，比較
與發(fā)射端原始信號，若不同就是誤碼，誤碼率是總的誤碼數(shù)與總的傳輸?shù)姆枖?shù)的比值。另一種是均衡器采用符號判決輔助LMS算法，載波同步電路采用符號估計輔助算法，載波同步電路獲得的估計頻偏的誤差比較小，但能捕獲的載波的頻偏范圍也很小，其不高于符號率的1％，這是因為，均衡器和載波同步電路需要一個過程才能達到均衡收斂和載波跟蹤的穩(wěn)定狀態(tài)，在大頻偏的情況下，在開始工作時，未達到穩(wěn)定狀態(tài)之前，均衡器和載波同步電路的工作使判決器輸出的
的錯誤符號很多，載波同步電路采用符號估計輔助算法時估計出的頻偏的誤差就很大，導致輸出的
錯誤更多，均衡器在錯誤符號的基礎(chǔ)上采用符號判決輔助LMS算法也會得到大量的錯誤輸出符號，甚至導致錯誤擴散，導致均衡器不能收斂，不能進入穩(wěn)定狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供消除多徑干擾及載波頻偏的方法及系統(tǒng)，能達到消除較大范圍的載波頻偏和輸出較小的誤碼率的目的。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法，該方法包括A、均衡器采用盲均衡算法消除輸入信號的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號收斂；B、在獲知均衡器收斂后，對來自均衡器的信號采用盲捕獲算法捕獲載波相位偏差；C、在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，生成第一信號，向判決器發(fā)送所述第一信號，并向均衡器反饋所述載波相位偏差，判決器對所述第一信號進行判決，生成第二信號并反饋到均衡器；D、在鎖定載波相位偏差后，均衡器根據(jù)所述第二信號和所述載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號，對來自均衡器的所述第三信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號，向判決器發(fā)送所述第四信號，判決器對所述第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號。
優(yōu)選的，在步驟A中均衡器對輸入信號的個數(shù)進行統(tǒng)計，當統(tǒng)計值達到預設(shè)的數(shù)值N時，均衡器收斂，生成第一通知信號；所述獲知均衡器收斂具體為收到來自均衡器的第一通知信號。
優(yōu)選的，所述的數(shù)值N為10000。
優(yōu)選的，步驟B還包括分別以AccquCount個AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，預設(shè)的鎖定置信度加一預定值，否則，預設(shè)的鎖定置信度減一預定值，當鎖定置信度大于預設(shè)的數(shù)值A(chǔ)ccThres時，確定捕獲載波相位偏差，生成第二通知信號；步驟C中所述在捕獲載波相位偏差后具體為接收到第二通知信號后；所述AccquFreq為采用盲捕獲算法得到的誤差數(shù)值的倍數(shù)的累加值，所述AccquCount為預設(shè)的數(shù)值。
優(yōu)選的，步驟C還包括分別以AccquCount個AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預定的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，鎖定置信度加一預定值，否則，鎖定置信度減一預定值，當鎖定置信度大于預設(shè)的數(shù)值TrackThres時，確定鎖定載波相位偏差，生成第三通知信號并發(fā)送到均衡器；步驟D中所述在鎖定載波相位偏差后具體為接收到第三通知信號后；所述AccquFreq為采用符號估計輔助算法得到的誤差數(shù)值的倍數(shù)的累加值。
優(yōu)選的，所述判決器對所述第一信號進行判決，生成第二信號并反饋到所述均衡器具體為所述判決器根據(jù)第一信號在其QAM星座圖上尋找與第一信號距離最近的點作為第二信號，將所述第二信號反饋到所述均衡器；所述判決器對所述第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號具體為所述判決器根據(jù)第四信號在其QAM星座圖上尋找與第四信號距離最近的點作為消除多徑干擾及載波頻偏的信號，輸出所述消除多徑干擾及載波頻偏的信號。
一種消除多徑干擾及載波頻偏的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括均衡器、載波同步電路和判決器，其中，均衡器，用于采用盲均衡算法消除輸入信號的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號收斂；在獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器的第二信號和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號發(fā)送到載波同步電路；載波同步電路，用于在獲知均衡器收斂后，采用盲捕獲算法對來自均衡器的信號捕獲載波相位偏差；在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，并生成第一信號，向判決器發(fā)送所述第一信號，并向均衡器反饋所述載波相位偏差；在鎖定載波相位偏差后，對來自均衡器的所述第三信號繼續(xù)采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號并發(fā)送到判決器；判決器，用于對來自載波同步電路的所述第一信號進行判決，生成第二信號并反饋到均衡器；用于對來自載波同步電路的所述第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾和載波頻偏的信號。
優(yōu)選的，均衡器包括信號處理單元和均衡器控制單元，其中，信號處理單元，用于采用盲均衡算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第一結(jié)果信號；在獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器的第二信號和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號，向載波同步電路發(fā)送所述第三信號；均衡器控制單元，用于對信號處理單元接收的輸入信號的個數(shù)進行統(tǒng)計，當統(tǒng)計值達到預設(shè)的數(shù)值N時，均衡器收斂，向載波同步電路發(fā)送第一通知信號。
優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括控制電路控制電路，用于分別以AccquCount個來自載波同步電路的第一AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，預設(shè)的鎖定置信度加一預定值，否則，預設(shè)的鎖定置信度減一預定值，當鎖定置信度大于預設(shè)的數(shù)值A(chǔ)ccThres時，確定載波同步電路捕獲載波相位偏差，向載波同步電路發(fā)送第二通知信號；所述載波同步電路包括相位誤差檢測器、環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器、相位旋轉(zhuǎn)器；相位誤差檢測器，用于在收到均衡器控制單元發(fā)送的第一通知信號后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器的第一信號采用盲捕獲算法得到第一誤差信號，在收到控制電路發(fā)送的第二通知信號后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器的第一信號采用符號估計輔助算法得到第二誤差信號；環(huán)路濾波器，用于對相位誤差檢測器輸出的第一誤差信號進行濾波，向控制電路輸出累加數(shù)值第一AccquFreq，所述第一AccquFreq為所述第一誤差信號的倍數(shù)的累加值；數(shù)控振蕩器，用于將環(huán)路濾波器的輸出信號轉(zhuǎn)換成載波相位偏差，向均衡器反饋所述載波相位偏差信號；相位旋轉(zhuǎn)器，用于將來自數(shù)控振蕩器的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號，所述相位旋轉(zhuǎn)信號與來自均衡器的第一結(jié)果信號相乘，消除所述第一結(jié)果信號的載波頻偏，輸出第一信號到相位誤差檢測器和判決器。
優(yōu)選的，控制電路，還用于分別以AccquCount個來自載波同步電路的第二AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，鎖定置信度加一預定值，否則，鎖定置信度減一預定值，當鎖定的置信度大于預設(shè)的TrackThres時，確定載波同步電路鎖定載波相位偏差，控制電路向均衡器發(fā)送第三通知信號；所述信號處理單元獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差具體為信號處理單元收到來自控制電路的第三通知信號；環(huán)路濾波器，用于對相位誤差檢測器輸出的第二誤差信號進行濾波，向控制電路輸出累加數(shù)值第二AccquFreq，所述第二AccquFreq為所述第二誤差信號的倍數(shù)的累加值；相位旋轉(zhuǎn)器，用于將來自數(shù)控振蕩器的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號，所述相位旋轉(zhuǎn)信號與來自均衡器的第三信號相乘，消除所述第三信號的載波頻偏，生成第四信號并發(fā)送到判決器。
以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明中的載波同步電路在開始工作階段采用盲捕獲算法可以捕獲高達符號率5％的頻偏，在載波頻偏捕獲后，載波同步電路采用符號估計輔助算法鎖定頻偏，輸出已基本消除載波頻偏的信號第一信號，判決器對第一信號進行判決得到第二信號，此時的第二信號是比較準確的，均衡器采用符號判決輔助LMS算法利用比較準確的第二信號來消除輸入信號的多徑干擾信號，獲取主徑信號，生成第三信號并發(fā)送到載波同步電路，載波同步電路對第三信號繼續(xù)采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號并發(fā)送到判決器，判決器對第四信號進行判決，生成消除多徑干擾和載波頻偏的信號，因此，該最終輸出的消除多徑干擾和載波頻偏的信號的誤碼率比較小。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)消除多徑干擾和載波頻偏的電路連接圖；圖2為本發(fā)明所提供的原理圖；圖3為本發(fā)明所提供的流程圖；圖4為本發(fā)明所提供的載波同步電路的原理圖；圖5為本發(fā)明所提供的32QAM星座圖；圖6為本發(fā)明所提供的環(huán)路濾波電路和數(shù)控振蕩器電路圖；圖7為本發(fā)明所提供的系統(tǒng)圖。
具體實施方式本發(fā)明實現(xiàn)一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法，其核心在于A、均衡器采用盲均衡算法消除輸入信號的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號收斂；B、在獲知均衡器收斂后，對來自均衡器的信號采用盲捕獲算法捕獲載波相位偏差；C、在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，生成第一信號，向判決器發(fā)送所述第一信號，并向均衡器反饋所述載波相位偏差，判決器對所述第一信號進行判決，生成第二信號并反饋到均衡器；D、在鎖定載波相位偏差后，均衡器根據(jù)所述第二信號和所述載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號，對來自均衡器的所述第三信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號，向判決器發(fā)送所述第四信號，判決器對所述第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號。同時，本發(fā)明還提供了實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)，為使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
本發(fā)明所提供的原理圖如圖2所示，為便于理解將均衡器分為均衡器誤差處理器和均衡器信號處理器兩部分，Xn為帶有多徑干擾和載波頻偏的輸入信號，均衡器消除輸入信號Xn的多徑干擾，產(chǎn)生信號Yn，并發(fā)送到載波同步電路，載波同步電路對接收到的Yn消除載波頻偏，產(chǎn)生信號Zn，判決電路對Zn進行判決得到判決結(jié)果信號
，即QAM星座圖中最接近Zn的符號，圖中的φn是載波相位偏差的估計，e(n)是均衡器的誤差信號。
下面參照圖2，并結(jié)合圖3詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明包括步驟301、均衡器采用盲均衡算法對輸入信號初步消除多徑干擾，并根據(jù)輸入信號收斂；此步驟中載波同步電路不工作，輸入直通到輸出，即Zn＝Y(jié)n；如圖2所示，此時均衡器的誤差信號e(n)為eblind(n)，計算如下eblind(n)＝[R2-|Yn|2]YnR2＝E{|S|4}/E{|S|2}這里S是QAM信號的幅值，R2對不同的QAM是不同的數(shù)，E(x)是x的均值。
均衡器的抽頭系數(shù)更新計算如下hn+1=hn+δblindeblind(n)Xn*]]>這里hn是nT時刻的抽頭系數(shù)，Xn*是Xn的共軛，δblind是盲均衡步長。
其中，0<δblind<30(|E(x′n)|2)-1200]]>其中，xn′是通過仿真等手段產(chǎn)生的發(fā)射端原始信號的估計信號。
均衡器的輸出公式為Yn＝Xn*hn其中，*為卷積符號；在盲均衡捕獲階段初始時，Yn為0，計算求得eblind(n)，進而求得下一時刻的Yn。此階段采用計數(shù)方式對輸入信號進行統(tǒng)計，當均衡器接收BlindCount個輸入信號時，認為均衡器收斂，均衡器向載波同步電路發(fā)送第一通知信號，執(zhí)行下一步，這里的BlindCount是預先設(shè)定的值，可以為10000。
步驟302、均衡器繼續(xù)采用盲均衡算法消除多徑干擾，載波同步電路獲知均衡器收斂后，開始工作，進入捕獲階段，對接收到的來自均衡器的信號采用盲捕獲算法初步捕獲載波相位偏差，初步消除載波的頻偏；圖4為是載波同步電路的原理圖。載波同步電路由相位誤差檢測器PED，2階環(huán)路濾波器LF，數(shù)控振蕩器NCO和相位旋轉(zhuǎn)器PR四部分組成。
PR的作用是對輸入信號乘以旋轉(zhuǎn)因子e-j(φn)，即Zn=Yne-jφn;]]>在載波捕獲階段，均衡器輸出的Yn經(jīng)PR旋轉(zhuǎn)后得到Zn，Zn經(jīng)判決得到
與發(fā)射端發(fā)射的原始符號相比有很大的誤差，由于小幅度信號Zn的信噪比遠遠小于大幅度信號的信噪比，所以在捕獲階段PED只對幅度大于某一門限值的Zn估計其載波相位偏差，而對幅度小于該門限的信號，將載波相位偏差估計設(shè)為零。盲捕獲載波相位偏差估計算法如下if|zn|2＜threshold PEDout＝0if|zn|2≥threshold PEDout＝(yn*sign(xn)-xn*sign(yn))
這里Zn＝xn+jyn，sign(x)=1if x≥0-1if x<0]]>其中，threshold是根據(jù)QAM星座圖選擇的，圖5為32QAM星座圖，threshold的選擇使得星座圖邊角上的8個點可進行PED運算，對于其他點，threshold的選擇使它們的PEDout值為0，同理，對于128QAM，threshold的選擇使得星座圖邊角上的8個點進行PED運算，而對于16QAM、64QAM和256QAM，threshold的選擇使得星座圖邊角上的4個點進行PED運算。
圖6為環(huán)路濾波器LF和數(shù)控振蕩器NCO的電路圖，PEDout作為LF的輸入，LF中的KI和KP都為常數(shù)，LF的輸出為en；en＝PEDoutn×KP+AccquFreqn+PEDoutn×KI其中，AccquFreqn＝AccquFreqn-1+PEDoutn-1×KI其中，AccquFreq初始值為0；NCO的作用是使誤差值en變成載波相位偏差φn，公式如下φn＝(φn-1+en)mod(2π)因為頻率wn＝φn×t，所以獲得了相位差即獲得了頻率偏差；該捕獲階段的實現(xiàn)過程為開始時，φn為0，Z0＝Y(jié)0，在經(jīng)過PED、LF和NCO后，得到φ1，
此時對Y1修正部分頻偏，Z1是已經(jīng)修正部分頻偏的信號，PED對Z1進行檢測輸出PEDout1，經(jīng)過LF后輸出的e1，此e1是對PEDout1作低通濾波得到的，進而使得到的φn進一步接近載波相位偏差估計，所以隨著載波頻偏的不斷修正，Zn的頻偏逐漸得到糾正，因此，en越來越趨向一個恒定值，即認為已經(jīng)捕獲到載波頻偏。
為了較準確的判斷何時初步捕獲到載波頻偏，在LF中積分支路設(shè)置輸出AccquFreq，所述AccquFreq值為載波同步電路采用盲捕獲算法得到的誤差信號的倍數(shù)，該信號輸入到控制電路，如圖5所示，控制電路對收到的AccquCount個AccquFreq進行累加，將累加結(jié)果賦給AddAccquFreq，同樣對接著收到的AccquCount個AccquFreq進行累加，并將該累加結(jié)果與AddAccquFreq求差的絕對值，同理，控制電路分別以AccquCount個AccquFreq為一組進行累加運算，并對其相鄰的兩個累加結(jié)果值求差的絕對值，當該絕對值小于預定的AccquThreshold，預設(shè)的鎖定置信度LockCredit加一，否則，預設(shè)的鎖定置信度LockCredit減一，AccquThreshold為一個經(jīng)過試驗得到的門限值，可以為0.1，控制電路的累加結(jié)果是一個類似充電電容曲線的曲線圖，因為隨著載波頻偏的不斷糾正，累加結(jié)果值趨向于平滑；當判斷LockCredit大于預定的AccThres時，控制電路認為載波同步電路已經(jīng)捕獲到載波頻偏，向載波同步電路發(fā)送第二通知信號，進行下一個步驟，AccThres可以預定為400。
步驟303、載波同步電路在捕獲載波相位偏差后，載波同步電路進入跟蹤階段，對來自均衡器的信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，目的是更準確的捕獲載波相位偏差和載波頻偏，降低估計載波頻偏的誤差，鎖定載波相位偏差，向均衡器反饋載波相位偏差，生成第一信號，并將第一信號發(fā)送到判決器，判決器對第一信號進行判決，生成第二信號反饋到均衡器，此步驟中均衡器是一直采用盲捕獲算法消除多徑干擾；符號估計輔助跟蹤算法為PEDout=Im{Zn/Z^n}]]>其中，Im(x)表示變量x的虛部，
是QAM星座圖中距離上最接近Zn的符號。
其他公式與步驟302中的公式相同；此步驟中控制電路繼續(xù)接收AccquFreq的值，所述AccquFreq值為載波同步電路采用符號估計輔助算法得到的誤差信號的倍數(shù)，其算法與步驟302中的算法相同，判斷LockCredit的值，當LockCredit大于預定的TrackThres時，載波同步電路鎖定載波相位偏差，控制電路向均衡器發(fā)送第三通知信號，均衡器收到第三通知信號后，進行下一步驟304，TrackThres是預先設(shè)定好的數(shù)值，可以為600。
其中，步驟301-步驟303的過程中判決器是一直在工作的，步驟302-步驟303的過程中載波同步電路一直將載波相位偏差φn發(fā)送給均衡器。
步驟304、在載波頻偏和載波相位偏差被鎖定后，均衡器根據(jù)來自判決器的第二信號和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號，載波同步電路繼續(xù)采用符號估計輔助算法對來自均衡器的第三信號修正載波相位偏差，生成第四信號，判決器對第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾和載波頻偏的信號。
此時均衡器的誤差信號e(n)為eLMS(n)；eLMS(n)=Z^nejφn-Yn]]>前饋系數(shù)更新計算為hfn+1=hfn+δLMSeLMS(n)Xn*]]>這里hfn是nT時刻的前饋抽頭系數(shù)，δLMS是均衡步長，δLMS的選擇為0<δLMS<13Tr(R)]]>其中R是輸入信號Xn的自相關(guān)矩陣，Tr()是該矩陣的求跡運算；反饋系數(shù)更新計算如下hbn+1=hbn+δLMSeLMS(n)Z^n*e-jφn]]>這里hbn是nT時刻的反饋抽頭系數(shù)，δLMS是均衡步長；采用符號判決輔助LMS算法的均衡器輸出Yn=Xn*hfn+Z^nejφn*hbn]]>
步驟304中判決器是一直在工作的，載波同步電路一直將載波相位偏差φn發(fā)送給均衡器。
在步驟301中，不用符號判決輔助LMS算法而使用盲均衡算法是因為符號判決輔助LMS算法是需要符號判決
來輔助完成的，但本來在均衡器和載波同步電路開始工作的初始階段，符號判決
有大量的錯誤，將
用于符號判決輔助LMS算法會導致錯誤擴散，甚至不能收斂，所以使用盲均衡算法，而且可以看到盲均衡算法eblind(n)與信號中的相位沒有關(guān)系，輸入信號即使存在很大的載波頻偏也不影響盲均衡算法的工作，此時載波同步電路不工作等待均衡器收斂。
在步驟302中，載波同步電路開始工作時使用盲捕獲算法而不使用符號估計輔助算法是因為盲捕獲算法可以捕獲較大的頻偏，其能捕獲的頻偏高達符號率的5％，而符號估計輔助算法僅能捕獲較小的頻偏，一般頻偏僅到符號率的1％。
在步驟303中，載波同步電路使用符號估計輔助算法而不使用盲捕獲算法是因為步驟302中載波同步電路已經(jīng)基本消除大的頻偏，且符號估計輔助算法輸出的頻偏估計誤差要比盲捕獲算法輸出的頻偏估計誤差小，更能準確的捕獲頻偏。
在步驟304中，載波同步電路使用符號估計輔助算法，均衡器使用符號判決輔助LMS算法是因為經(jīng)過步驟303后，載波同步電路的輸出Zn是已經(jīng)基本消除頻偏的信號，從而判決信號
比較準確，所以均衡器能在得到
信息的基礎(chǔ)上更好的消除多徑信號，捕獲輸入信號的主徑信號，使得誤碼率更小。
一種消除多徑干擾及載波頻偏的系統(tǒng)，如圖7所示，該系統(tǒng)包括均衡器70、載波同步電路80、控制電路90和判決器100，其中，均衡器70包括信號處理單元701和均衡器控制單元702；信號處理單元701，用于采用盲均衡算法對輸入信號消除多徑干擾，向載波同步電路80發(fā)送第一結(jié)果信號；在獲知載波同步電路80鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器100的第二信號和來自載波同步電路80的載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號并向載波同步電路80發(fā)送所述第三信號；均衡器控制單元702，用于對信號處理單元701接收的輸入信號的個數(shù)進行統(tǒng)計，當統(tǒng)計值達到預設(shè)的數(shù)值N時，均衡器收斂，生成第一通知信號，并向載波同步電路80發(fā)送所述第一通知信號；載波同步電路80包括相位旋轉(zhuǎn)器801、相位誤差檢測器802、環(huán)路濾波器803和數(shù)控振蕩器804；相位旋轉(zhuǎn)器801，用于將數(shù)控振蕩器804輸出的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號，所述相位旋轉(zhuǎn)信號與來自信號處理單元701的第一結(jié)果信號相乘，消除所述第一結(jié)果信號的載波頻偏，生成第一信號并發(fā)送到判決器100和相位誤差檢測器802；用于將數(shù)控振蕩器804輸出的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號，所述相位旋轉(zhuǎn)信號與來自信號處理單元701的第三信號相乘，消除所述第三信號的載波頻偏，生成第四信號并發(fā)送到判決器100；相位誤差檢測器802，用于在收到來自均衡器控制單元702的第一通知信號后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器801的第一信號采用盲捕獲算法得到第一誤差信號，在收到控制電路90發(fā)送的第二通知信號后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器801的第一信號采用符號估計輔助算法得到第二誤差信號；環(huán)路濾波器803，用于對相位誤差檢測器802輸出的第一誤差信號進行濾波，向控制電路90輸出累加數(shù)值第一AccquFreq，所述第一AccquFreq為所述第一誤差信號的倍數(shù)的累加值；用于對相位誤差檢測器802輸出的第二誤差信號進行濾波，向控制電路90輸出累加數(shù)值第二AccquFreq，所述第二AccquFreq為所述第二誤差信號的倍數(shù)的累加值；數(shù)控振蕩器804，用于將環(huán)路濾波器803的輸出信號轉(zhuǎn)換成載波相位偏差，向信號處理單元701反饋所述載波相位偏差信號；控制電路90，用于分別以連續(xù)接收的AccquCount個第一AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預定的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，預設(shè)的鎖定置信度加一，否則，預設(shè)的鎖定置信度減一，當鎖定置信度大于預定的數(shù)值A(chǔ)ccThres時，確定載波同步電路80捕獲載波相位偏差，生成第二通知信號，向相位誤差檢測器802發(fā)送所述第二通知信號；用于分別以連續(xù)接收的AccquCount個第二AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預定的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，鎖定置信度加一，否則，鎖定置信度減一，當鎖定的置信度大于預定的TrackThres時，生成第三通知信號，并向信號處理單元701發(fā)送所述第三通知信號；判決器100，用于對來自相位旋轉(zhuǎn)器801的第一信號進行判決，獲取該信號在QAM星座圖上距離最近的點，生成第二信號并反饋到均衡器的信號處理單元701；用于對來自相位旋轉(zhuǎn)器801的第四信號進行判決，獲取該信號在QAM星座圖上距離最近的點，輸出消除多徑干擾和載波頻偏的信號。
以上對本發(fā)明所提供的一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法及系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法，其特征在于，該方法包括A、均衡器采用盲均衡算法消除輸入信號的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號收斂；B、在獲知均衡器收斂后，對來自均衡器的信號采用盲捕獲算法捕獲載波相位偏差；C、在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，生成第一信號，向判決器發(fā)送所述第一信號，并向均衡器反饋所述載波相位偏差，判決器對所述第一信號進行判決，生成第二信號并反饋到均衡器；D、在鎖定載波相位偏差后，均衡器根據(jù)所述第二信號和所述載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號，對來自均衡器的所述第三信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號，向判決器發(fā)送所述第四信號，判決器對所述第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于在步驟A中均衡器對輸入信號的個數(shù)進行統(tǒng)計，當統(tǒng)計值達到預設(shè)的數(shù)值N時，均衡器收斂，生成第一通知信號；所述獲知均衡器收斂具體為收到來自均衡器的第一通知信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其特征在于所述的數(shù)值N為10000。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3所述的方法，其特征在于步驟B還包括分別以AccquCount個AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，預設(shè)的鎖定置信度加一預定值，否則，預設(shè)的鎖定置信度減一預定值，當鎖定置信度大于預設(shè)的數(shù)值A(chǔ)ccThres時，確定捕獲載波相位偏差，生成第二通知信號；步驟C中所述在捕獲載波相位偏差后具體為接收到第二通知信號后；所述AccquFreq為采用盲捕獲算法得到的誤差數(shù)值的倍數(shù)的累加值，所述AccquCount為預設(shè)的數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于步驟C還包括分別以AccquCount個AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預定的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，鎖定置信度加一預定值，否則，鎖定置信度減一預定值，當鎖定置信度大于預設(shè)的數(shù)值TrackThres時，確定鎖定載波相位偏差，生成第三通知信號并發(fā)送到均衡器；步驟D中所述在鎖定載波相位偏差后具體為接收到第三通知信號后；所述AccquFreq為采用符號估計輔助算法得到的誤差數(shù)值的倍數(shù)的累加值。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述判決器對所述第一信號進行判決，生成第二信號并反饋到所述均衡器具體為所述判決器根據(jù)第一信號在其QAM星座圖上尋找與第一信號距離最近的點作為第二信號，將所述第二信號反饋到所述均衡器；所述判決器對所述第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號具體為所述判決器根據(jù)第四信號在其QAM星座圖上尋找與第四信號距離最近的點作為消除多徑干擾及載波頻偏的信號，輸出所述消除多徑干擾及載波頻偏的信號。
7.一種消除多徑干擾及載波頻偏的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括均衡器、載波同步電路和判決器，其中，均衡器，用于采用盲均衡算法消除輸入信號的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號收斂；在獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器的第二信號和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號發(fā)送到載波同步電路；載波同步電路，用于在獲知均衡器收斂后，采用盲捕獲算法對來自均衡器的信號捕獲載波相位偏差；在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，并生成第一信號，向判決器發(fā)送所述第一信號，并向均衡器反饋所述載波相位偏差；在鎖定載波相位偏差后，對來自均衡器的所述第三信號繼續(xù)采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號并發(fā)送到判決器；判決器，用于對來自載波同步電路的所述第一信號進行判決，生成第二信號并反饋到均衡器；用于對來自載波同步電路的所述第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾和載波頻偏的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的系統(tǒng)，其特征在于，均衡器包括信號處理單元和均衡器控制單元，其中，信號處理單元，用于采用盲均衡算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第一結(jié)果信號；在獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器的第二信號和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號，向載波同步電路發(fā)送所述第三信號；均衡器控制單元，用于對信號處理單元接收的輸入信號的個數(shù)進行統(tǒng)計，當統(tǒng)計值達到預設(shè)的數(shù)值N時，均衡器收斂，向載波同步電路發(fā)送第一通知信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括控制電路控制電路，用于分別以AccquCount個來自載波同步電路的第一AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，預設(shè)的鎖定置信度加一預定值，否則，預設(shè)的鎖定置信度減一預定值，當鎖定置信度大于預設(shè)的數(shù)值A(chǔ)ccThres時，確定載波同步電路捕獲載波相位偏差，向載波同步電路發(fā)送第二通知信號；所述載波同步電路包括相位誤差檢測器、環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器、相位旋轉(zhuǎn)器；相位誤差檢測器，用于在收到均衡器控制單元發(fā)送的第一通知信號后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器的第一信號采用盲捕獲算法得到第一誤差信號，在收到控制電路發(fā)送的第二通知信號后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器的第一信號采用符號估計輔助算法得到第二誤差信號；環(huán)路濾波器，用于對相位誤差檢測器輸出的第一誤差信號進行濾波，向控制電路輸出累加數(shù)值第一AccquFreq，所述第一AccquFreq為所述第一誤差信號的倍數(shù)的累加值；數(shù)控振蕩器，用于將環(huán)路濾波器的輸出信號轉(zhuǎn)換成載波相位偏差，向均衡器反饋所述載波相位偏差信號；相位旋轉(zhuǎn)器，用于將來自數(shù)控振蕩器的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號，所述相位旋轉(zhuǎn)信號與來自均衡器的第一結(jié)果信號相乘，消除所述第一結(jié)果信號的載波頻偏，輸出第一信號到相位誤差檢測器和判決器。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制電路，還用于分別以AccquCount個來自載波同步電路的第二AccquFreq為一組進行累加運算，并對相鄰兩個累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當所述絕對值小于預設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時，鎖定置信度加一預定值，否則，鎖定置信度減一預定值，當鎖定的置信度大于預設(shè)的TrackThres時，確定載波同步電路鎖定載波相位偏差，控制電路向均衡器發(fā)送第三通知信號；所述信號處理單元獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差具體為信號處理單元收到來自控制電路的第三通知信號；環(huán)路濾波器，用于對相位誤差檢測器輸出的第二誤差信號進行濾波，向控制電路輸出累加數(shù)值第二AccquFreq，所述第二AccquFreq為所述第二誤差信號的倍數(shù)的累加值；相位旋轉(zhuǎn)器，用于將來自數(shù)控振蕩器的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號，所述相位旋轉(zhuǎn)信號與來自均衡器的第三信號相乘，消除所述第三信號的載波頻偏，生成第四信號并發(fā)送到判決器。
專利摘要
本發(fā)明公開一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法，包括A.均衡器采用盲均衡算法消除輸入信號的多徑干擾并根據(jù)輸入信號收斂；B.在獲知均衡器收斂后，對來自均衡器的信號采用盲捕獲算法捕獲載波相位偏差；C.在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號采用符號估計輔助算法鎖定載波相位偏差；D.在鎖定載波相位偏差后，均衡器采用符號判決輔助LMS算法消除輸入信號的多徑干擾，生成第三信號，對第三信號采用符號估計輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號，判決器對第四信號進行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案能達到消除較大范圍的載波頻偏和輸出較小的誤碼率的目的。
文檔編號H04B1/707GK1996976SQ200610140310
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月20日
發(fā)明者陳永恩, 胡宇鵬 申請人:華為技術(shù)有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan