[发明专利]一种单载波频域均衡实现方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于宽带无线传输输技术领域，尤其涉及一种单载波频域均衡实现 方法及系统。

背景技术

单载波频域均衡(single carrier frequency domain equalization， SC-FDE)是宽带无线传输中一种很有效的对抗多径干扰的方法。在无线通信系 统中，除了受各种噪声的干扰，发射信号的多径传播也影响着数据传输的误码 率，引起码间干扰(inter symbol interference，ISI)。随着接入和数据传 输速率的较大提高，越来越高的传输带宽造成了严重的时间色散，接收信号中 包含了经历衰减和时延的多径波，引起频率选择性衰落，从而导致严重的ISI。 这个时候，如果单用时域均衡减轻ISI，需要较多滤波器抽头才能得到可接受的 均衡效果，这样很难达到实时性要求，而且随着多径时延扩展的增大，均衡复 杂度甚至可能成指数增长。

第四代(4G)移动通信系统速率可达几10Mbps甚至100Mbps，在这样高的系统 传输速率下的时域均衡是不实际的。于是人们首先提出了循环前缀(Cyclic  Prefix，CP)，使接收端的频域均衡变得简单；20世纪80年代，随着高速数字 信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片的快速发展，大规模集成 电路的出现使得快速傅立叶变换(FFT)技术的实现不再是难以逾越的障碍，信 号时频变换的复杂度也因此得到了大大的降低。这样，传统时域上的均衡变换 到频域上实现就成为了可能。基于CP的分块传输的主要技术正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)和SC-FDE正是在这 样的背景下被提出来的。CP最初用于OFDM系统，OFDM是一种高效的调制方式， 具有高的频谱效率和强的抗ISI的优点。然而，在OFDM的实验室研究日渐成熟， 其峰均比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)过高的弱点逐渐成为系统实现 和性能提高的瓶颈时，人们又重新发起对SC-FDE技术的讨论，并就SC-FDE的原 理和性能，以及该系统特殊的符号结构和信号处理算法开始了研究。SC-FDE跟 OFDM有差不多相同的复杂度、频谱效率和抗干扰能力，而SC-FDE的性能较OFDM 具有较大的优势。

SC-FDE采用频域均衡消除频率选择性信道对信号的影响。频域均衡技术一 般也是采用传统的时域均衡中的准则和算法，与时域均衡不同的是频域均衡的 算法在频域上处理，这样简化了抽头个数，处理简单。同时，由于无线信道的 信道状态是随时间变化的，因此均衡模块需要跟踪这种变化。常用的自适应跟 踪算法有最小均方法(Least Mean square，LMS)、递归最小二乘法(Recursive  Least Square，RLS)等。

单载波频域均衡系统的结构如图1所示，其包括信道估计模块、均衡模块和 信道跟踪模块，其中信道估计模块用于根据接收信号r进行信道估计，从而得到 均衡模块的初始频域均衡系数W1；均衡模块用于对接收信号r进行均衡处理，得 到均衡信号d，其具体方案为采用频域均衡系数与接收信号的频域数据相乘以得 到均衡数据；信道跟踪模块用于根据接收信号r、均衡模块传递来的频域均衡系 数W和误差信号e进行信道跟踪处理，计算出新的频域均衡系数，并送给均衡模 块以更新均衡模块的频域均衡系数W。

连续传输模式下，传统的单载波频域均衡系统通常采用图2所示的传输结 构，相邻数据块之间有两个相同的独特字(Unique Word，UW)块，其中第一个 UW块作为循环前缀，第二个UW则用于信道估计。

图2所示的连续传输结构，由于相邻数据块间需要两个UW，因此增加了系统 开销。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本较低的单载波频域均衡实现方法 及系统。

为解决上述技术问题，本发明单载波频域均衡实现方法包括：

信道估计步骤、均衡步骤和信道跟踪步骤；其中所述信道估计步骤用于根 据接收信号进行信道估计，从而得到供所述均衡步骤使用的初始频域均衡系数； 所述均衡步骤用于对接收信号进行均衡处理；所述信道跟踪步骤用于通过信道 跟踪，对所述均衡步骤使用的频域均衡系数进行更新；