i)]T，其中
[0049]yu(i) = [yu(i-N),yu(i-N+l),???,yu(i+N)]T；
[0050] 令均衡矩陣W與i時刻前后N個碼元間隔內(nèi)接收到的碼元向量相乘得到i時刻碼 元均衡器輸出的符號：Z(i) =W(i)XY(i)，其中
[0051]Z(i) =[Z1Q),z2(i)，…，zu(i)，…，ZuQ)]1;
[0052] 步驟5:利用本地已知的各用戶導(dǎo)頻符號信息，與經(jīng)過均衡后的導(dǎo)頻符號估計信 息相減，得到此時刻的均衡符號誤差：
[0053]E(i) = [eji)，e2(i)，…，eu(i)，…，eu(i)]T，eu(i) =du(i)_zu(i)
[0054] 步驟6:通過自適應(yīng)濾波權(quán)值控制機制對濾波矩陣抽頭數(shù)值進行調(diào)整，即自適應(yīng) 地根據(jù)E(i)值進行濾波器權(quán)值的調(diào)整和更新，以獲得用于下一次均衡濾波的均衡矩陣系 數(shù)。
[0055] 具體為，下一次均衡過程中應(yīng)用的濾波矩陣
[0056] ff(i+l) = ff(i) + Aff(i)
[0057]其中，
[0058]Aff(i) = [Aff1(I) ,Aff2(I) , ,Affu(i) , ,Affu(I) ]T,Affu(i)= UXeu(i)XY(i)H
[0059] y為步長因子，在自適應(yīng)均衡過程中，直接影響均衡器的性能，它可以為一常數(shù)或 可按照某種方法優(yōu)選的變量：比如可以引入變步長算法使步長依據(jù)隨機誤差值進行變化， 在本實施案例中，y= 0.00005。
[0060] 在系統(tǒng)進行均衡的過程中，本發(fā)明所述的方法主要包括三個處理過程：（1)參照 上述步驟3,根據(jù)當(dāng)前均衡矩陣W(i)及均衡器的輸入信號Y(i)確定當(dāng)前的符號均衡結(jié)果 Z(i) ; (2)參照上述步驟4,利用接收端已知發(fā)端發(fā)送導(dǎo)頻符號真實值D(i)，計算本次均衡 誤差E(i)=D(i)-Z(i) ; (3)參照上述步驟5進行均衡矩陣權(quán)值的調(diào)整。
[0061] 在系統(tǒng)中循環(huán)執(zhí)行第（1) (2) (3)三個過程，直到碼元級均方誤差收斂至平穩(wěn)，表 明自適應(yīng)均衡算法已經(jīng)收斂。
[0062] 實驗結(jié)果
[0063] 對于傳統(tǒng)碼片級自適應(yīng)均衡算法，算法需要在每個碼片間隔完成一次迭代運算； 設(shè)碼片級自適應(yīng)均衡算法的均衡階數(shù)為（2*L+1)，假設(shè)在實現(xiàn)中采用并行流水線算法，至 少需要Iog2 (2L+1)階延時。對于一些需要高速數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用，此延時是不可接受的，系 統(tǒng)可能無法在一個碼片間隔內(nèi)完成一次算法迭代，大大降低了均衡器的實際性能。
[0064] 本發(fā)明方法在一個碼元間隔內(nèi)進行一次迭代運算，設(shè)本碼元自適應(yīng)均衡方法的均 衡階數(shù)為2N+1，假設(shè)在實現(xiàn)中采用并行流水線算法，至少需要Iog2(UX(2N+1))階延時。在 上述實例中，取U= 8,L= 44,N= 5 ;本發(fā)明自適應(yīng)算法延時同傳統(tǒng)碼片級自適應(yīng)均衡算 法延時是相近的，但本發(fā)明算法每個碼元間隔才進行一次迭代，對實際系統(tǒng)運算速度的要 求更低。
[0065] 同時，使用兩種自適應(yīng)均衡算法對一經(jīng)過多徑信道的碼分復(fù)用信號進行均衡，取U =8,L= 44,N=5。碼片級自適應(yīng)均衡算法步長^。= 0. 0002，碼元級自適應(yīng)均衡算法步 長ys= 〇. 00005 ;實驗結(jié)果如圖2所示：可以看出本發(fā)明方法同傳統(tǒng)碼片級自適應(yīng)均衡算 法在碼元級別的均衡性能相當(dāng)：其收斂速度與剩余均方誤差都在同一數(shù)量級?？梢?，本發(fā)明 方法能夠在不影響均衡算法性能的前提下，降低算法收斂所需時延，即大大提高了算法運 算的吞吐量。
[0066] 以上所述的具體描述，對發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點益處都進行了進一步的詳 細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保 護范圍，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)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于短擴頻碼通信系統(tǒng)的碼元級LMS自適應(yīng)均衡方法，其特征在于，包括以下 步驟： 步驟1、在信號捕獲階段，利用滑動相關(guān)捕獲中，相關(guān)峰之間的時差，對信道的多徑干擾 做一個估計，確定最長多徑時延影響的碼元長度N; 步驟2、設(shè)置碼元均衡階數(shù)為2XN+1 ; 步驟3、直接對捕獲后的擴頻信號進行解擴得到U路用戶信號； 步驟4、初始化符號均衡器抽頭系數(shù)W為一 [U，UX(2XN+1)]矩陣：步驟5 :令i時刻接收到解擴后U路信號包括前后N個碼元的碼元向量，表示為： Y(i) =Ly1(I),y2(i),yu(i),Yu(I)]1; 其中，yu⑴=[yu(i_N)，yu(i-N+l),…，yu(i+N)]T; 步驟6:經(jīng)過本均衡矩陣均衡后的符號為：Z(i) =W(i)XY(i); 其中，Z(i) = [ZiQhzJih.'ZuQh.'ZuQ)]1; 步驟7 :在導(dǎo)頻符號階段，使用當(dāng)前i時刻各用戶導(dǎo)頻符號cUi)，I<u<U同均衡后 符號zu(i)相減，求出符號誤差： E(i) =Iie1Q),e2(i)，...，eu(i)，...，eu(i)]T; 其中，eu(i) =du(i)-zu(i); 步驟8 :令均衡矩陣更新矩陣為： Aff(i) = [Aff1(I),Aff2(I),…，AWu(i)，…，AWu(i)]T;其中，AWu(i)=yXeu(i)XY(i)H； 令:W(i+1) =W(i) +AW(i); 其中，U為步長因子； 步驟9 :重復(fù)步驟6到步驟8,直到E(i) = [eji)，e2(i),…，eu(i),…，eu(i)]T保持平 穩(wěn)，表明自適應(yīng)均衡算法已經(jīng)收斂。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于短擴頻碼通信系統(tǒng)的碼元級LMS自適應(yīng)均衡方法， 其特征在于：采用固定的步長值或使用變步長方法使U隨符號誤差值自適應(yīng)地變化。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于短擴頻碼通信系統(tǒng)的碼元級LMS自適應(yīng)均衡方 法，其特征在于：y= 0. 00005。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于短擴頻碼通信系統(tǒng)中的碼元級LMS自適應(yīng)均衡方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法基于最小均方準(zhǔn)則的LMS自適應(yīng)均衡算法，將受多徑干擾的擴頻信號解擴后看成是受用戶間碼元干擾的多路信號，且此用戶間干擾具有時不變特性，利用導(dǎo)頻信號和自適應(yīng)均衡算法消除多用戶間干擾。對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明方法在保證同樣均衡效果的前提下，復(fù)雜度低，采用LMS自適應(yīng)均衡算法在碼元級對解擴后的信號做均衡，不涉及矩陣求逆等復(fù)雜運算；吞吐量高，本發(fā)明方法用于對解擴后的信號做均衡后，能夠有效降低算法運算的處理時延，避免了因為系統(tǒng)處理時延而導(dǎo)致均衡器性能大幅下降。
【IPC分類】H04B1/711, H04L25/03
【公開號】CN104967584
【申請?zhí)枴緾N201510388662
【發(fā)明人】楊杰, 涂航, 崔誦祺
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月6日