用于軟件無線電系統的低復雜度自適應單載波頻域均衡方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及到無線通信領域，特指一種用于軟件無線電系統的低復雜度自適 應單載波頻域均衡方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 在實際通信系統中，信道的頻帶資源往往是有限的，且偏離理想特性，使得通過 信道的信號會在頻域上產生線性失真，時域的波形會發(fā)生時散效應，這種時散效應會引入 ISI。此外，無線信道中的多徑效應也會引入ISI。因此，在動態(tài)、多徑條件下的頻率選擇性 衰落信道中，ISI等因素對系統性能的影響非常嚴重，行而有效的均衡技術已成為無線通信 系統設計的關鍵。
[0003]當前被廣泛采用的、能夠有效對抗信道衰落的關鍵技術主要包括OFDM技術（0FDM 表示正交頻分復用）和SC-FDE技術。其中，OFDM技術是一種正交多載波調制技術，它將寬帶 頻率選擇性衰落信道轉換成一系列窄帶平坦衰落信道，在克服信道多徑衰落所引入的ISI、 實現高速數據傳輸具有很大的優(yōu)勢。但OFDM技術具有峰值平均功率比過高、對頻偏敏感等 缺點，在高速移動通信中使得載波間的正交性易被破壞，產生臨道干擾，帶來系統性能的降 低。SC-FDE技術克服了OFDM技術的缺點，因而越來越受到人們的青睞和關注。SC-FDE技 術可分為單載波線性均衡技術和非線性均衡技術兩大類，其中，單載波線性均衡技術主要 包括ZF均衡技術、MMSE均衡技術等，非線性均衡技術主要包括DFE技術和MLSE技術，DFE 表示判決反饋均衡，MLSE表示極大似然序列估計。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一 種可降低硬件復雜度、誤碼率性能優(yōu)良、資源利用率高、魯棒性好、實時性強的用于軟件無 線電系統的低復雜度自適應單載波頻域均衡方法及裝置。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0006] -種用于軟件無線電系統的低復雜度自適應單載波頻域均衡方法，其步驟為：
[0007]Sl:檢測有效數據：若檢測到接受序列為有效數據，執(zhí)行步驟S2,否則停留在步驟 Sl進彳丁等待；
[0008]S2:均衡初始化：將接收到的待均衡信號矢量及參考條件下的均衡系數矩陣按一 定的存儲方式存儲到變量節(jié)點存儲塊中，并初始化信道模型和系統參數；
[0009]S3 :FFT操作：啟動FFT單元，完成對接收序列從時域到頻域的轉換；
[0010] S4 :均衡過程：啟動復數乘法單元，由選擇器選擇均衡系數矩陣，進行針對性頻域 均衡處理；
[0011]S5:IFFT操作：啟動IFFT單元，將均衡處理后的輸出信號由頻域變換到時域；
[0012] S6 :檢測處理完成：若檢測到整個均衡處理流程結束，將步驟S5的結果作為整個 裝置的輸出信號，否則繼續(xù)從步驟S3開始執(zhí)行。
[0013] 作為本發(fā)明方法的進一步改進：在步驟S2中，采用動態(tài)、經典城市6徑條件下的 頻率選擇性衰落信道，各徑時延及歸一化功率為〇 (〇. 189)、1 (0. 379)、2 (0. 255)、8 (0. 090)、 12(0. 055) ^25(0. 032)〇
[0014] 作為本發(fā)明方法的進一步改進：在步驟S2中，采用SC-FDE技術中的ZF線性均衡 技術和MMSE線性均衡技術，由Matlab脫機計算獲得自適應均衡系數矩陣。
[0015] 作為本發(fā)明方法的進一步改進：在步驟S2中，系統收/發(fā)天線的數目均為1，發(fā)射 數據幀長度為116424bits，CP長度為25bits，發(fā)射數據包數量為5000。
[0016] 作為本發(fā)明方法的進一步改進：在步驟S2中，所述接收到的待均衡信號矢量由接 收機傳感器對接收到的信號矢量經過預處理并移除CP獲得；所述CP采用SC-CPM信號數據 幀結構設計，其中SC-CPM表示串行級聯連續(xù)相位調制。
[0017] 本發(fā)明進一步提供一種用于實施上述均衡方法的均衡裝置，其包括：
[0018] 控制單元，用于產生整個模塊的控制信號并進行時序控制，通過不斷監(jiān)測各個單 元的內部輸出信號和處理完成標志，在一定時刻向特定單元輸出時序控制信號，確保各功 能單元的控制邏輯精準有效；
[0019]FFT單元，用于完成對接收序列進行時域到頻域的轉換；
[0020] 均衡系數生成單元，用于生成不同信道模型和通信環(huán)境下、采用不同均衡技術時 的均衡系數；
[0021] 復數乘法單元，包括選擇器和復數乘法器，用于完成各功能單元的復數乘法、除法 操作，由選擇器選擇均衡系數矩陣，進行針對性頻域均衡處理；
[0022] IFFT單元，用于將均衡處理后的輸出信號由頻域變換到時域。
[0023] 作為本發(fā)明裝置的進一步改進：每一個所述本地存儲器中包括校驗節(jié)點存儲塊和 變量節(jié)點存儲塊，構成乒乓緩沖區(qū)，任何時刻均只有一個存儲塊處于均衡狀態(tài)，另外一個存 儲塊正在進行下一周期活躍中間變量集的調入操作。
[0024] 作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述控制單元包括全局時鐘計數器、一個以上的 本地存儲器地址計數器、FFT單元啟動信號發(fā)生器和IFFT單元啟動信號發(fā)生器。
[0025] 作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述FFT單元采用流水線流式1/0,每幀可對1024 個定點數據進行處理。
[0026] 作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述IFFT單元采用流水線流式1/0,每幀可對 1024個定點數據進行處理。
[0027] 與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0028] 1、本發(fā)明的用于軟件無線電系統的低復雜度自適應單載波頻域均衡方法及裝置， 采用改進數據幀結構設計方法、SC-CPM參數優(yōu)化方法以及M進制SC-CPM信號的Laurent分 解方法，利用該方法大幅降低均衡器功能單元的組合邏輯面積，同時削減均衡裝置的硬件 實現復雜度，提高頻譜、功率利用率和信道均衡效率。
[0029] 2、本發(fā)明將SC-FDE技術與SC-CPM技術進行有機結合，在一定程度上降低信號的 峰值平均功率比，削弱ISI等因素的影響，極大削減均衡裝置的面積開銷。
[0030]3、本發(fā)明均衡系數生成單元采用Matlab脫機實現，由此省去了部分復數加法、乘 法和除法運算，從而大幅削減了實現復雜度和硬件開銷。
[0031] 4、本發(fā)明均衡器系統參數可根據實際通信需求進行自適應性調整，通過選擇器做 出最優(yōu)規(guī)劃，對接收信號進行針對性頻域均衡，增強復雜環(huán)境適應能力和系統魯棒性。
[0032] 5、本發(fā)明適用于SC-CPM信號的均衡，特別適用于動態(tài)、多徑條件下頻率選擇性衰 落信道中的SC-CPM信號均衡，比如經典城市6徑衰落信道下的碼型為（25,4)的32狀態(tài) SC-CPM信號（M= 4,h= 1/4,IRC頻率脈沖成型）。該均衡方法可在平均誤碼率性能和復 雜度之間取得較好的折中，均衡裝置可同時適用于ASIC實現和FPGA實現，具有均衡結構和 功能單元實現簡單、存儲面積和功能單元面積優(yōu)化等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0033] 圖1是本發(fā)明應用于無線通信系統的框架結構示意圖。
[0034] 圖2是本發(fā)明方法的流程示意圖。
[0035]圖3是本發(fā)明在具體應用實例中CPM模塊劃分的框架示意圖。
[0036] 圖4是本發(fā)明在具體應用實例中CPM與卷積編碼技術結合方式的示意圖。
[0037] 圖5是本發(fā)明在具體應用實例中SCCC結構的示意圖。
[0038] 圖6是本發(fā)明在具體應用實例中SC-CPM柵格示意圖。
[0039] 圖7是本發(fā)明在具體應用實例中SC-CPM信號數據幀結構設計的示意圖。
[0040] 圖8是本發(fā)明均衡裝置各功能單元的頂層設計的示意圖。
[0041] 圖9是本發(fā)明均衡裝置在具體應用實例中的原理示意圖。
[0042] 圖10是本發(fā)明應用于經典城市6徑衰落信道下采用ZF/MMSE均衡技術時SC-CPM 信號和常規(guī)MSK信號的平均誤碼率性能示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0044] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明的用于軟件無線電系統的低復雜度自適應單載波頻域 均衡方法，步驟為：
[0045]Sl:檢測有效數據；
[0046] 若檢測到接受序列為有效數據，執(zhí)行步驟S2,否則停留在