[发明专利]用于软件无线电系统的低复杂度自适应单载波频域均衡方法及装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到无线通信领域，特指一种用于软件无线电系统的低复杂度自适应单载波频域均衡方法及装置。

背景技术

在实际通信系统中，信道的频带资源往往是有限的，且偏离理想特性，使得通过信道的信号会在频域上产生线性失真，时域的波形会发生时散效应，这种时散效应会引入ISI。此外，无线信道中的多径效应也会引入ISI。因此，在动态、多径条件下的频率选择性衰落信道中，ISI等因素对系统性能的影响非常严重，行而有效的均衡技术已成为无线通信系统设计的关键。

当前被广泛采用的、能够有效对抗信道衰落的关键技术主要包括OFDM技术(OFDM表示正交频分复用)和SC-FDE技术。其中，OFDM技术是一种正交多载波调制技术，它将宽带频率选择性衰落信道转换成一系列窄带平坦衰落信道，在克服信道多径衰落所引入的ISI、实现高速数据传输具有很大的优势。但OFDM技术具有峰值平均功率比过高、对频偏敏感等缺点，在高速移动通信中使得载波间的正交性易被破坏，产生临道干扰，带来系统性能的降低。SC-FDE技术克服了OFDM技术的缺点，因而越来越受到人们的青睐和关注。SC-FDE技术可分为单载波线性均衡技术和非线性均衡技术两大类，其中，单载波线性均衡技术主要包括ZF均衡技术、MMSE均衡技术等，非线性均衡技术主要包括DFE技术和MLSE技术，DFE表示判决反馈均衡，MLSE表示极大似然序列估计。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种可降低硬件复杂度、误码率性能优良、资源利用率高、鲁棒性好、实时性强的用于软件无线电系统的低复杂度自适应单载波频域均衡方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于软件无线电系统的低复杂度自适应单载波频域均衡方法，其步骤为：

S1：检测有效数据：若检测到接受序列为有效数据，执行步骤S2，否则停留在步骤S1进行等待；

S2：均衡初始化：将接收到的待均衡信号矢量及参考条件下的均衡系数矩阵按一定的存储方式存储到变量节点存储块中，并初始化信道模型和系统参数；

S3：FFT操作：启动FFT单元，完成对接收序列从时域到频域的转换；

S4：均衡过程：启动复数乘法单元，由选择器选择均衡系数矩阵，进行针对性频域均衡处理；

S5：IFFT操作：启动IFFT单元，将均衡处理后的输出信号由频域变换到时域；

S6：检测处理完成：若检测到整个均衡处理流程结束，将步骤S5的结果作为整个装置的输出信号，否则继续从步骤S3开始执行。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤S2中，采用动态、经典城市6径条件下的频率选择性衰落信道，各径时延及归一化功率为0(0.189)、1(0.379)、2(0.255)、8(0.090)、12(0.055)、25(0.032)。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤S2中，采用SC-FDE技术中的ZF线性均衡技术和MMSE线性均衡技术，由Matlab脱机计算获得自适应均衡系数矩阵。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤S2中，系统收/发天线的数目均为1，发射数据帧长度为116424bits，CP长度为25bits，发射数据包数量为5000。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤S2中，所述接收到的待均衡信号矢量由接收机传感器对接收到的信号矢量经过预处理并移除CP获得；所述CP采用SC-CPM信号数据帧结构设计，其中SC-CPM表示串行级联连续相位调制。

本发明进一步提供一种用于实施上述均衡方法的均衡装置，其包括：

控制单元，用于产生整个模块的控制信号并进行时序控制，通过不断监测各个单元的内部输出信号和处理完成标志，在一定时刻向特定单元输出时序控制信号，确保各功能单元的控制逻辑精准有效；

FFT单元，用于完成对接收序列进行时域到频域的转换；

均衡系数生成单元，用于生成不同信道模型和通信环境下、采用不同均衡技术时的均衡系数；

复数乘法单元，包括选择器和复数乘法器，用于完成各功能单元的复数乘法、除法操作，由选择器选择均衡系数矩阵，进行针对性频域均衡处理；

IFFT单元，用于将均衡处理后的输出信号由频域变换到时域。

作为本发明装置的进一步改进：每一个所述本地存储器中包括校验节点存储块和变量节点存储块，构成乒乓缓冲区，任何时刻均只有一个存储块处于均衡状态，另外一个存储块正在进行下一周期活跃中间变量集的调入操作。