[发明专利]基于LMS算法处理时延敏感的延迟判决反馈均衡方法及系统

权利要求书

1.一种基于变步长LMS算法处理时延敏感的延迟判决反馈均衡方法，其特征在于，所述延迟判决反馈均衡方法步骤如下：

步骤1：建立无线通信系统数字基带模型，在接收端利用延迟判决反馈均衡器进行信道均衡处理，均衡器采用变步长LMS算法进行系数调整；前馈均衡器抽头系数为

反馈均衡器系数为其中N_FF和N_FB分别表示前馈均衡器与反馈均衡器的抽头个数；

步骤2：接收端信号采样后经匹配滤波器送入前馈均衡器中，假设第k采样时刻的接收序列为x(k)，则前馈均衡器输入序列可以表示为

X(k)＝[x(k-N+1),...,x(k-1),x(k)]；

步骤3：将第k采样时刻判决后的信号d(k)送入到反馈均衡器，形成反馈均衡器的输入序列Y(k)＝[d(k-N_FB+1),...,d(k-1),d(k)]；

步骤4：计算均衡器的输出值利用变步长LMS算法更新均衡器系数W_FF(k)和W_FB(k)，进行下一时刻计算；

变步长LMS算法对前馈均衡器与反馈均衡器抽头系数W_FF(k)与W_FB(k)进行更新，系数更新步骤如下：

步骤4.1：计算均衡器的输出值对判决得到判决值d(k)，并按如下公式计算瞬时误差值：

其中，训练模式中dref(k)为相应训练序列值，判决引导模式中dref(k)

为判决值d(k)，盲均衡模式中dref(k)由相应盲均衡算法决定；

步骤4.2：前馈均衡器与反馈均衡器抽头系数W_FF(k)与W_FB(k)的更新方式相同，为表述方便，这里以W(k)和X(k)分别表示第k采样时刻均衡器系数与输入序列，系数更新公式为：

W(k+1)＝W(k)-2μ(k)e^*(k-mD)X(k-mD)

其中，D为延迟判决反馈单位计算时延，m为正整数；

步骤4.3：对于复信号，构建步长μ(n)与瞬时误差的模值|e(n)|的关系表达式如下：

μ(n)＝μ_maxQ(α|e(n-mD)|-β)+μ_min

其中，μ_max表示迭代步长μ(n)的最大取值，μ_min表示迭代步长μ(n)的最小取值，α(α＞0)，β(β＞0)；Q表示高斯分布的右尾函数，表达式如下：

具体实现中，将步长μ(n)的数值量化后存入FPGA中的ROM内，使用时进行查找即可，利用复数求模近似计算瞬时误差的模值|e(n-mD)|，减少计算时延，其表达式如下：

其中re和im分别为e(n-mD)的实部值与虚部值，Max为|re|和|im|中的最大值，Min为|re|和|im|中的最小值；

步骤4.4：重复步骤4.1至步骤4.3，计算步长μ(n)并更新均衡器系数W(k)；

步骤5：重复步骤2至步骤4，直到达到足够的训练次数。

2.根据权利要求1中所述的基于变步长LMS算法处理时延敏感的延迟判决反馈均衡方法，其特征在于，步骤1中的无线通信系统数字基带模型采用正交相移键控(QuadraturePhase ShiftKeying，QPSK)调制，其信道采用三种不同衰落程度的频率选择性衰落模型，信道响应分别为channelA＝[0.04-0.050.07-0.21-0.50.720.3600.210.030.07]，channelB＝[0.4070.8150.407]和channelC＝[0.2270.4600.6880.4600.227]。

3.根据权利要求1中所述的基于变步长LMS算法处理时延敏感的延迟判决反馈均衡方法，其特征在于，步骤3中符号判决方式为QPSK硬判决，即根据待判决信号的符号位信息判决出对应的调制星座。

4.一种延迟判决反馈均衡系统，其特征在于，所述延迟判决反馈均衡系统用于执行权利要求1至3任意一项所述的基于变步长LMS算法处理时延敏感的延迟判决反馈均衡方法。