[发明专利]基于加权分数傅立叶变换的双弥散信道下的迭代频域最小均方误差均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线双弥散信道或水底声纳信道下的混合载波通信系统中的迭代频域最小均方误差信道均衡方法。

背景技术

随着陆地交通、航空航天及海底通信技术的发展，通信系统经历的信道环境进一步复杂化。由于通信双方的高速相对移动而引起的大多普勒频移，对未来以正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)和单载波(single carrier,SC)调制为基础的LTE系统的信号检测系统提出了挑战。尤其是在如高铁、低空飞行器、低仰角卫星以及水底声纳等通信环境下，信号在经历信道时不可避免的同时引入了多径传输和多普勒频移。由此造成的信号同时在时间域和频率域上的能量弥散，在OFDM和SC调制系统中体现为时域的采样间干扰(inter-sample interference,ISI)和频域的载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)。

这两种干扰是由双弥散信道造成的，与外界干扰不同，往往需要在接收端引入复杂的多抽头信道均衡削弱其对通信质量的影响。已有的均衡技术包括线性均衡、非线性均衡两种。基于最大后验(maximum a posteriori,MAP)准则和最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)准则设计的迭代均衡技术作为一种特殊的非线性均衡方法，与传统线性均衡和以判决反馈为基础的非线性均衡相比，其误码性能具有明显优势。但现有均衡方法多针对OFDM和SC调制系统提出。本发明针对一种基于分数傅立叶变换(weighted-type fractional Fourier transform,WFRFT)的混合载波(hybrid carrier,HC)调制系统构架，提出一种新的迭代频域MMSE均衡方法，以期在双弥散信道下获得更大的误码性能增益。此外，这种迭代频域MMSE均衡的抽头个数由多普勒频移的大小决定，从而避免了时域迭代均衡中出现的在遭遇时延扩展较大的信道时为实现均衡器而花费的巨大开销。

发明内容

本发明是要解决由于信号在经历信道时不可避免的同时引入了多径传输和多普勒频移，由此造成的信号同时在时间域和频率域上的能量弥散的问题，而提供了基于加权分数傅立叶变换的双弥散信道下的迭代频域最小均方误差均衡方法。

基于加权分数傅立叶变换的双弥散信道下的迭代频域最小均方误差均衡方法按以下步骤实现：

一、混合载波调制系统发送端完成混合载波调制得到时域序列x；

二、对步骤一中得到的时域序列x加入循环前缀并经过并串转换后得到时域采样序列

三、将步骤二中的时域采样序列串行发送，经历双弥散信道后到达混合载波调制系统接收端；

四、混合载波调制系统接收端忽略CP部分，将接收到的每个时域采样序列y可表示为混合载波调制系统发送端序列与信道离散冲击响应的卷积形式：

ym=Σl=0Nh-1h(m,l)x<m-l>N+vm,0≤m≤N-1,]]>

其中N_h表示信道冲击响应的长度，即多径的最大时延扩展对应的采样延时长度，在混合载波调制系统接收端对接收序列做串并转换和去CP处理后得到的时域序列可进一步表示为：

y＝H_tlx+v   (1)