[发明专利]相位调制信号常数模全盲检测均衡方法

说明书

技术领域

本发明是MPSK(多进制相移键控)调制系统中接收端采用CMA(常数模算法)进行全盲均衡的一种解决方法。主要用于解决如下问题：在MPSK调制系统中，接收端采用CMA均衡后信号存在的相位模糊；在全盲环境下，利用CMA跟踪检测MPSK的调制方式。本发明属于盲信号处理CMA均衡检测技术领域。

背景技术

在现代数字通信系统中，受无线信道环境所存在的多径衰落、多普勒频移和信道快速时变等多种不利因素的影响，传输信号前后叠加，从而产生码间干扰。作为抗码间干扰的关键技术，信道均衡可看作是最佳接收滤波器的近似结构，从而可消除接收信号畸变，提高系统传输可靠性。目前大多数均衡器在导频信号或训练序列的帮助下工作，得到低误码率的均衡输出信号。但正由于训练序列的插入，降低了有用数据的传输速率，降低了信道频谱利用效率。因此，不依靠训练序列的盲信号均衡作为一种提高频谱利用率的有效手段，得到广泛关注。

在众多盲信号均衡技术中，常数模算法因其实现简单、复杂度低、性能优秀，是一种可靠的应用方案。但常数模均衡也存在缺陷，主要是因为它忽略了信号中的相位信息，因此均衡后信号存在相位角度偏移这一不确定因素。为了解决这个问题，Kil Nam Oh提出了用常数模均衡对发送信号的同相和正交分量分别处理，用二维空间确定角度的方法弥补相位信息缺失的不足。之后，He和Xu等人分别提出了星座相位匹配误差的方案：将常数模均衡输出信号和理想星座图匹配均衡。较之Kil Nam Oh的方案，星座相位匹配误差方案性能更好。但是上述两种改进方案都基于发送端调制方式已知的前提条件，若调制方式未知或调制方式发生了改变而未通知接收端，则这两种改进方案都将失效。

发明内容

技术问题：本发明的目的是在相位调制系统中提供一种相位调制信号常数模全盲检测均衡方法，该方法能够在发送端信号调制类型未知的全盲情况下，自适应检测出信号调制类型，并且能跟踪捕获调制类型的变化，根据检测得到的调制类型，进一步消除一般常模算法中存在的相位模糊缺点。

技术方案：本发明针对这个问题，提出了相位调制信号常数模全盲检测均衡方案。对于相位调制系统，在调制方式事先未知的情况下，本方案能够自适应检测得到调制方式的估计值，即使在通信过程中调制方式发生改变，本方案也能够跟踪检测。利用检测更新得到的调制方式，常数模均衡中的相位模糊问题得以消除。

常数模算法利用信号的幅度概率分布特性，却遗漏了相位信息，因此均衡后所得信号皆存在相位偏移问题，导致判决后产生误差。对此，虽然已提出各种改进常数模方案，但这些解决方案都只适用于发送端相位调制类型已知的环境之下；若发送端相位调制类型未知或在通信过程中发生变化，则都不适用。

本方案将相位调制类型检测引入常数模均衡中，旨在消除相位偏移。当接收到发送信号后，先用常数模算法对其进行初步均衡，此时均衡后信号因含有相位偏移虽不是理想结果，但其星座图分布相对形状却与原发送信号星座图完全符合。因此，可从均衡后信号的星座图中提取出各符号点之间的差分相位信息。因为每一种相位调制类型星座图所对应的各符号点间差分相位信息都各不相同，且唯一。因此通过三角函数的非线性变换，再经过相位信息到发送端相位调制方式的一一对应映射函数关系，可从映射函数的值域查找出当前系统中所采用的相位调制类型，将结果再代入改进后的常数模算法当中，这样，就等效于在发送端相位调制类型已知的环境下，使用改进的常数模算法。因此，本方案最终得到的均衡信号克服了相位模糊的影响，而且能够自适应跟踪、检测系统中发送信号的调制方式，这就是本方案的独特之处。在调制方式判断过程中，因三角函数周期性质的影响，必须添加约束限制条件。

本方案在执行常数模均衡的同时，提取出均衡过程中隐藏的相位信息，并估计出此时系统中相位调制方式，再将估计得到的调制方式重新代入改进后的常数模算法当中，进一步消除常数模算法本身所不能克服的相位模糊问题。

本发明的相位调制信号常数模全盲检测均衡方法为：提取出普通常数模均衡输出信号的差分相位信息，利用三角函数关系，自适应检测相位调制方式，并将检测得到的相位调制方式代入改进后的常数模均衡器，进一步消除了盲均衡算法中普遍存在的相位偏移问题；为了消除三角函数周期性引起的误差，该方法对三角函数加入限制条件，确保相位调制方式检测的唯一性，

具体步骤为：

步骤1、按照常数模均衡准则，对k时刻均衡器输入信号向量x_k进行均衡，