[发明专利]Per-tone均衡器的设计方法及实现装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及MIMO-OFDM系统中Per-tone均衡器的一种低复杂度设计方法及实现装置。

背景技术

多输入多输出正交频分复用(Multi-Input Multi-Output Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，MIMO-OFDM)系统兼具OFDM技术的高速率、高频谱利用率和低接收机复杂度等优点和MIMO技术提高系统容量的效果。当系统中循环前缀(Cyclic Prefix，CP)的长度不足以完全消除多径传播导致的符号间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)和载波间干扰(Inter Carrier Interference，ICI)时，残余的干扰使系统误码率上升。

Per-tone(逐个子载波)均衡是针对性技术，即在系统接收机中每个子载波上加入一个均衡器，在频域对信号进行均衡处理，消除因CP不足引起的干扰，从而降低系统的误码率。Per-tone均衡器的最优系数是根据信道估计的结果求取得到的。

现有文献中给出的Per-tone均衡器设计(即，均衡器抽头系数求取)方法主要有两种。一种是规定所有子载波上的均衡器的抽头数目相等(以下简称“等长”)，然后计算接收的导频经均衡器后的输出和发送的导频之间的误差，使这个误差的均方值最小，即得到基于最小均方误差(MMSE)准则的Per-tone均衡器系数。另一种是规定各个子载波的均衡器抽头数目可以不等且可随时间改变(以下简称“抽头数可变”)，固定均衡器抽头总数，采用遍历搜索的方法，遍历每种均衡器抽头数目分配方案，基于MMSE准则求出在该分配方案下的Per-tone均衡器系数，然后计算系统采用所设计得到的均衡器后能够达到的性能，选用其中使得系统性能最优的一个均衡器抽头数目分配方案及该方案下均衡器的系数。

在对现有技术进行分析后，发明人发现：等长的Per-tone均衡器(以下简称PTEQ，Per-tone equalizer)不适用于MIMO-OFDM系统，因为各天线对的各子载波之间所经历的信道条件是不同的，信道条件较好的子载波只需要抽头数目较少的均衡器就可以达到理想的性能，而信道条件较差的子载波则需要抽头数目较多的均衡器才能保证传输质量要求；用遍历搜索法设计抽头数可变Per-tone均衡器(以下简称V-PTEQ，Variable length Per-tone Equalizer)也难以应用于MIMO-OFDM系统，因为无线信道每次变化都要求系统产生与当前信道相匹配的一组均衡器抽头系数，而频繁地用遍历的方法来得到均衡器系数会导致设计复杂度过高，难以在接收机中实现。

发明内容

本发明提供抽头数可变的Per-tone均衡器的一种低复杂度设计方法及装置，用这种方法设计得出的抽头数可变的Per-tone均衡器简称为SV-PTEQ均衡器，其中S表示“设计简单”。本发明方法可用于MIMO-OFDM系统接收机中，作为其中的一个模块，用其设计得出的SV-PTEQ均衡器能有效降低系统因CP不足导致的干扰，从而提高系统性能，且采用该设计方法使系统的实现复杂度较低。本发明方法也可用于多输入单输出OFDM系统(MISO-OFDM系统)、单输入多输出OFDM系统(SIMO-OFDM系统)、单输入单输出OFDM系统(SISO-OFDM系统)即普通的OFDM系统中，因为这三种系统都是MIMO-OFDM系统的简化特例。

本发明通过以下技术方案来实现。(1)均衡器抽头数目分配：进行信道估计，得到信道信息，结合系统参数，得到各发送天线上各子载波的平均信干噪比，根据平均信干噪比将均衡器抽头总数分配到各发送天线的各子载波上。(2)均衡器抽头最优系数获取：对每一个子载波，根据分配到的抽头数目，得到均衡器抽头最优系数；逐个子载波进行，直到求出所有子载波上的均衡器的全部抽头系数。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的低复杂度设计方法以信道条件为依据，为每个发送天线的每个子载波分配不等的均衡器抽头数目，使采用SV-PTEQ均衡器的系统的性能优于采用PTEQ均衡器的系统。

(2)本发明提供的低复杂度设计方法分为“均衡器抽头数目分配”和“均衡器抽头最优系数获取”两步，从而避免了遍历搜索V-PTEQ均衡器最优系数导致的高复杂度。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述的采用SV-PTEQ均衡器的MIMO-OFDM系统示意图；

图2是本发明具体实施方式中提供的SV-PTEQ均衡器设计方法的流程图；