[发明专利]一种零值吸引PMSER-DF均衡系统及其实现方法

权利要求书

1.一种零值吸引PMSER-DF均衡系统，其特征在于，包括均衡模块、误码指示器以及判决反馈单元；所述均衡模块包括滤波器、系数更新单元、步长更新单元、稀疏控制模块以及零值吸引模块；

所述滤波器用于对当前时刻k接收到的信号序列r_k以及判决反馈信号序列进行滤波得到滤波器输出信号y_k；

所述判决反馈单元将滤波器输出信号y_k进行判决，得到判决反馈信号序列并输入到均衡模块；

所述误码指示器用于将上一次均衡模块输出的滤波器输出信号y_k映射成误码指示信号I_k，作为均衡模块调整的方向；

所述稀疏控制模块用于对前向滤波器的滤波系数c_f,k和反馈滤波器的滤波系数c_b,k进行处理，得到前向滤波器稀疏度s_f,k和反馈滤波器稀疏度s_b,k；

所述零值吸引模块用于对前向滤波器的滤波系数c_f,k、反馈滤波器的滤波系数c_b,k、前向滤波器稀疏度s_f,k和反馈滤波器稀疏度s_b,k进行处理，得到前向滤波器零值吸引算子ρ_f,k和反馈滤波器零值吸引算子ρ_b,k；

所述步长更新单元用于计算滤波器抽头值相对大小，并根据前向滤波器稀疏度s_f,k和反馈滤波器稀疏度s_b,k和滤波器的滤波系数大小分配步长值，得到前向滤波器稀疏对角矩阵G_f,k和反馈滤波器稀疏对角矩阵G_b,k；

所述系数更新单元用于依据当前时刻k接收到的信号序列r_k、判决反馈信号序列误码指示信号I_k、前向滤波器稀疏对角矩阵G_f,k和反馈滤波器稀疏对角矩阵G_b,k、前向滤波器零值吸引算子ρ_f,k、反馈滤波器零值吸引算子ρ_b,k对前向滤波器的滤波系数c_f,k和反馈滤波器的滤波系数c_b,k进行更新；

所述滤波器包括前向滤波器和反馈滤波器，对当前时刻接收到的信号序列r_k以及判决反馈信号序列进行滤波得到滤波器输出信号y_k，具体如下：

其中c_f,k为前向滤波器的滤波系数，下标k为时隙下标，表示当前时刻，c_b,k为反馈滤波器的滤波系数，T表示矩阵的转置；

所述判决反馈单元将滤波器输出信号y_k进行判决，得到判决反馈信号序列并输入到均衡模块，具体如下：

其中表示取复数的实部；表示取复数的虚部；

误码指示器中，映射关系如下：

其中，k为当前时刻，下标D表示均衡模块的输出信号相对于导频信号的延迟；β为用于控制映射关系的常数，用tan(βx)来近似sgn(x)，β的取值范围为[1,5]；d_k-D表示导频中的期望信号；I_k用来指示符号错误用以调整均衡器的更新方向；

稀疏控制模块中，对前向滤波器的滤波系数c_f,k和反馈滤波器的滤波系数c_b,k进行处理，得到前向滤波器稀疏度s_f,k和反馈滤波器稀疏度s_b,k，实现如下：

其中，N_f和N_b分别为前向滤波器和反馈滤波器的抽头个数；||c_f,k||₁和||c_f,k||₂分别表示前向滤波器的L1范数和L2范数；||c_b,k||₁和||c_b,k||₂分别表示反馈滤波器的L1范数和L2范数；

零值吸引模块中，对前向滤波器的滤波系数c_f,k、反馈滤波器的滤波系数c_b,k、前向滤波器稀疏度s_f,k和反馈滤波器稀疏度s_b,k进行处理，得到前向滤波器零值吸引算子ρ_f,k和反馈滤波器零值吸引算子ρ_b,k，实现如下：

ρ_f,k＝(ρ_f,k(0),ρ_f,k(1),…,ρ_f,k(N_f-1))^T；

ρ_b,k＝(ρ_b,k(0),ρ_b,k(1),…,ρ_b,k(N_b-1))^T；

其中，a为稀疏度放大因子，为一常数，取值范围为(5,20)；b为滤波器抽头绝对值放大因子，为一常数，取值范围为(10,30)；l为零值吸引算子放大因子，为一常数，取值范围为(0.1,1)；|c_f,k(n)|和|c_b,k(n)|分别表示前向滤波器和反馈滤波器第n+1个抽头系数的绝对值；e是自然常数，取值为2.718；ρ_f,k(n)表示前向滤波器的第n+1个抽头值上零值吸引算子的大小，ρ_b,k(n)表示反馈滤波器的第n+1个抽头值上零值吸引算子的大小；

步长更新单元中，计算滤波器抽头值相对大小，并根据前向滤波器稀疏度s_f,k、反馈滤波器稀疏度s_b,k和滤波器的滤波系数大小分配步长值，得到前向滤波器稀疏对角矩阵G_f,k和反馈滤波器稀疏对角矩阵G_b,k，具体如下：

G_f,k＝diag{g_f,k(0),g_f,k(1),…,g_f,k(N_f-1)}；

G_b,k＝diag{g_b,k(0),g_b,k(1),…,g_b,k(N_b-1)}；

其中，α是常数，取值范围为(-1,1)，g_f,k(n)和g_b,k(n)分别表示分配给前向滤波器和反馈滤波器第n+1个抽头的步长；

系数更新单元中，依据接收到的信号序列r_k、判决反馈信号序列误码指示信号I_k、前向滤波器稀疏对角矩阵G_f,k和反馈滤波器稀疏对角矩阵G_b,k、前向滤波器零值吸引算子ρ_f,k、反馈滤波器零值吸引算子ρ_b,k对前向滤波器的滤波系数c_f,k和反馈滤波器的滤波系数c_b,k进行更新，实现如下：

其中，μ_f和μ_b分别为前向滤波器和反馈滤波器的全局步长；上标H和*分别表示矢量的共轭转置和复数的共轭。