[发明专利]一种基于等效时间采样的均衡与载波同步方法

说明书

本发明公开的一种基于等效时间采样的均衡与载波同步的方法，属于太赫兹通信技术领域。本发明利用伪随机导频的频谱特性，提出基于等效时间采样的信道估计方法，能够在保持过采样率的前提下有效的降低ADC采样率的要求。通过排列信号在不同周期的采样结果来恢复出原始接收信号，再用信道估计方法完成信道估计，将信道估计作为粗均衡，提供初始系数作为后续均衡器的系数迭代起点，进一步加快前置恒模算法CMA收敛。然后针对载波频偏和相偏对均衡算法带来的影响，使用前置恒模算法CMA与载波同步联合算法完成均衡。此时残余稳态误差仍然较大，本发明使用自适应步长双模式均衡算法，加快算法收敛的同时降低残余稳态误差，精确跟踪信道，提升系统性能。

技术领域

本发明涉及一种基于等效采样的信道均衡技术与载波同步的方法，属于太赫兹通信技术领域。

技术背景

随着通信技术的发展，太赫兹通信由于其传输速率高、容量大的优势而备受关注，成为近年来的研究热点。但大带宽传输带来优势的同时，同样也带来了许多技术上的挑战。由于传输所需要的带宽非常宽，而当前太赫兹器件的线性区相对较窄，器件的非线性特性和复杂的信道一起形成了带限传输和多径传播，导致接收端信号码间串扰(InterSymbolInterference，ISI)加剧。高阶调制技术的使用也加剧了这个问题，因为星座点个数的增加而导致各个星座点之间的距离变小，抗干扰能力大大降低。这都将导致接收端信号质量下降，需要使用均衡技术对信道进行跟踪并补偿，消除前后码元对当前码元的影响。另一方面，随着宽带高速通信的发展，接收端ADC的采样率逐渐成为瓶颈，实时信号处理面临较大压力，研究适用于高频通信的高效均衡方式有很大的必要性。

另一方面，在通信系统相干解调中，由于收发端载波频率不同或者收发两端存在相对位移而产生多普勒效应，这将导致接受信号和发送信号有一定的频偏和相偏，进而影响解调，当频偏和相偏无法被消除时，接收端星座图将发生旋转，这对于均衡后的判决带来了很大的影响，导致误码率上升，通信效果大幅下降。

发明内容

本发明公开的一种基于等效时间采样的均衡与载波同步的方法，利用伪随机导频的频谱特性，提出基于等效时间采样的信道估计方法，能够在保持过采样率的前提下有效的降低ADC 采样率的要求。通过排列信号在不同周期的采样结果来恢复出原始接收信号，再用信道估计方法完成信道估计，将信道估计作为粗均衡，提供一个初始系数作为后续均衡器的系数迭代起点，从而进一步加快前置恒模算法(Constant ModulusAlgorithm CMA)收敛。然后针对载波频偏和相偏对均衡算法带来的影响，使用前置恒模算法CMA与载波同步联合算法完成均衡。此时残余稳态误差仍然较大，本发明使用自适应步长双模式均衡算法(ASS-SMM-DDA)，加快算法收敛的同时降低残余稳态误差，精确跟踪信道，提升系统性能。

所述自适应步长双模式均衡算法(ASS-SMM-DDA)涉及的两种算法分别为SMMA(分块多模算法)和DDA(判决导向算法)。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种基于等效时间采样的信道均衡技术与载波同步的方法，包括如下步骤：

步骤1、发送端首先发送长度N，符号周期为T_s的伪随机周期导频信号，通过调制后为x_n。

步骤2、对步骤1调制后的信号x_n通过根升余弦滤波器进行成型滤波，得到频谱为X(f) 的成型滤波信号，并将所述成型滤波后的信号发送，经过待测信道h(t)后，到达接收端，接收到的信号为y_n。

调制信号x_n通过滚降系数为α的根升余弦滤波器进行成型滤波，发送信号的频谱为：