[发明专利]并行变步长CMA均衡算法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本申请公开了一种并行变步长CMA均衡算法、装置、电子设备及存储介质。包括：各个支路将输入信号与滤波器抽头矩阵的转置相乘得出当前时刻的输出值；根据所述输出值，得到每个支路当前时刻的误差值；根据所述误差值，计算汇总结果；通过汇总结果r，计算步长μ；各个支路通过所述步长、所述误差值以及输入信号计算用于下一时刻均衡的滤波器抽头，同时读入下一组输入信号。本申请方法在变步长计算中只设计四则运算，算法结构简单，占用资源较少，便于实现并行结构。针对高速数字通信中常用的并行处理结构进行了专门的设计，更方便用于高速无线通信当中；步长的改变与时间无关，可以在时变信道中正常工作。

技术领域

本申请涉及信道均衡和无线通信技术领域，具体而言，涉及一种并行变步长CMA均衡算法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

目前，在高速无线通信中，由于多径效应、定时采样产生的偏差以及射频器件和ADC的带内幅度不一致性导致的码间串扰会严重影响通信质量。码间串扰带来的影响会随着符号速率的增加而逐渐严重。为了解决这一问题，需要加入均衡模块。

高速信号在FPGA中往往采取并行处理的方式，本均衡算法也是基于对高速并行信号的处理来讨论的。其主要由各支路的均衡滤波器、支路误差计算模块与汇总计算模块构成。

传统的CMA均衡算法为固定步长，因此在收敛速度上要慢于变步长均衡算法。

变步长CMA均衡原理为通过接收信号模值与规定模值之间的平方差计算出误差因子e。再根据e来更新算法的步长μ。将各个支路计算出的步长一起计算得出统一的步长。并根据此更新滤波器的抽头值w。

目前，针对变步长CMA均衡算法的研究主要有南京大学、武汉邮电科学院研究有限公司、南京信息科技大学和西南科技大学申请过相关专利，但是相关专利中往往存在计算复杂、资源占用较多等缺陷，同时其均未考虑在并行状态下算法如何进行调整的问题，难以用于高速无线数字通信当中。

其中，专利一为南京大学提出的专利申请，专利申请号：CN201710082645.8，标题为“一种卫星信道多模盲均衡算法”，提出了一种通过误差判决实现两种均衡模式切换的均衡算法。该方法涉及到变步长CMA均衡算法的部分涉及了大量的自然指数运算以及幂运算，在FPGA上实现较为困难，且需要大量的运算资源，在高速并行的情况下会极大地增加成本，难以实现。

专利二为武汉邮电科学院研究有限公司提出的专利申请，专利申请号：CN201811362088.6，标题为“一种基于CMA的信号均衡方法及系统”，提出了一种用于光通信的基于误码率判断调整步长因子的CMA均衡算法。该方法在步长调整上依赖误码判决，在无线通信中会使得系统结构复杂化，且步长的调整具有较大滞后性。

专利三为南京信息科技大学提出的专利申请，专利申请号：CN200910028459.1，标题为“基于正交小波包变换的双模式变步长盲均衡方法”，提出了一种用于水声通信的基于正交小波包变换的双模式变步长均衡算法。但是正交小波变换在FPGA上实现会占用大量资源，并行状态下会加剧这一问题，使得这一算法在高速通信中实现成本过高。

专利四为西南科技大学提出的专利申请，专利申请号：CN201810578167.4，标题为“一种MPSK信号的CMA盲均衡变步长优化方法”，提出了一种基于反比例函数的变步长CMA均衡算法。其运算相较于其他算法较为简单，但是其步长会随着时间推移无限接近于0，这使得该算法无法在时变信道中工作。

针对相关技术中运算复杂、未考虑并行模式以及无法应对时变信道的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种并行变步长CMA均衡算法、装置、电子设备及存储介质，其占用系统资源较少、实现简单，且专门工作于并行模式下的变步长CMA均衡算法，以解决相关技术中运算复杂、未考虑并行模式以及无法应对时变信道的问题。