[发明专利]单载波时频混合均衡方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别是涉及一种数据通信系统中的信号均衡方法。本发明还涉及实现所述信号均衡方法的装置。

背景技术

在无线通信中，数据传输面临严重的多径时延，导致符号间干扰(ISI)。在对抗多径衰落信道方面，基本的技术可以分为单载波传输与多载波传输两大类。对于单载波系统，一般采用时域均衡的方式来消除ISI，但是单载波的时域均衡运算代价大。在美国数字电视地面传输系统ATSC(8VSB)中，即使接收机的均衡器抽头阶数已经做到了几百阶，也只能对付几十微秒的静态多径，对强回波和快速变化的动态多径仍然无能为力。多载波的OFDM(正交频分复用)技术有对抗多径衰落能力强，频谱利用率高等特点，但也有峰均比过大，对频偏敏感等特点。

单载波频域均衡由于采用了单载波频域均衡的方式，既避免了传统单载波传输方式在时域均衡复杂度过高的缺点，又避免了OFDM的缺点，日益成为了研究热点，而且已经纳入了IEEE802.16无线城域网标准的传输方案中。但是由于频域均衡[包括迫零均衡与MMSE(Minimum mean-squared-error，最小均方误差)均衡]在对抗深衰落信道等情况下，存在剩余ISI，信号有色噪声影响，制约了单载波频域均衡的性能，为解决这个问题，已有一些人对此进行了研究。Dav id Fal coner等人在文献“Frequency DomainEqual izat ion for Single-Carrier Broadband Wireless Systems”(IEEECommun.Mag.，Vol.40，No.4，April 2002)中提出了一种FD-DFE(频域判决反馈均衡)的单载波频域均衡结构，由于前馈的FDE(Frequency-Domain-Equalizaion，频域均衡)及反馈的DFE(Deci sion-Feedback-Equal i zat ion，判决反馈均衡)系数是联动的，这影响了系统的灵活性，而且在低SNR(信噪比)的条件下，这种形式的判决反馈更容易引起误差扩散。YuZhu与Khaled Ben在文献“Single CarrierFrequency Domain Equalization with Time Domain Noise Prediction forWideband Wireless Communications”(IEEE Transactions on wirelesscommunications，Vol.5，NO.12，December 2005)中提出了FDE-NP(频域均衡噪声预测)的结构，它将频域均衡系数与噪声预测的系数独立进行优化，减小了复杂度，但是由于反馈抽头太少，性能不太理想。在美国专利US20040021795A1中也提到了一种频域均衡加时域噪声预测的结构，但是该结构采用硬判方式，误差扩散大，而且要获取较优性能时，需采用多阶抽头系数，硬件开销大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种单载波时频混合均衡方法，既在对抗多径衰落信道方面具有很好的性能，又能明显改善深衰落信道的频域均衡性能；为此，本发明还要提供一种具有复杂低的实现所述方法的装置。

为解决上述技术问题，本发明的单载波时频混合均衡方法，包括以下步骤：根据已知训练序列的特性采用信道估计算法在时域进行信道估计，估计出时域信道响应；将接收数据及时域信道响应变换到频域，进行频域均衡；频域均衡后，进行IFFT(快速傅里叶反变换)变换，恢复出频域首次均衡后的时域数据；预测出当前时刻色噪声并在时域进行消除，实现色噪声频谱的白化，完成单载波时频混合均衡。

本发明的单载波时频混合均衡装置，包括：

信道估计单元，根据已知训练序列特性采用信道估计算法估计出时域信道响应；

第一FFT(快速傅里叶变换)单元，将接收数据变换为频域数据；

第二FFT单元，将时域信道响应变换到频域，得到频域信道响应；

频域均衡单元，对所述频域数据和频域信道响应进行频域均衡；

IFFT单元，将均衡后的数据变换到时域，恢复出频域首次均衡后的时域数据；

时域去噪器，接收FFT单元恢出的频域首次均衡后的时域数据，预测出当前时刻色噪声并在时域进行消除，实现色噪声频谱的白化，完成单载波时频混合均衡。