[发明专利]高速数字接收机并行自适应盲均衡方法

摘要

本发明属于数字通信技术领域，其特征在于利用第k次迭代计算的误差向量e_k，即利用[y₁^(k)(R₂－|y₁^(k)|²)，…，y_L^(k)(R₂－|y_L^(k)|²)]^T来更新均衡器抽头权系数，并根据最小均方误差准则对输入串行数据进行L路并行自适应盲均衡处理。其中L为并行路数；y₁^(k)，…，y_L^(k)分别为第k个均衡器输出向量的第1，…，L个分量；R₂为一个正实数，定义为：R₂＝E(|a_n|⁴)/E(|a_n|²)，其中E(·)为数学期望函数，a_n为通信系统发射端发送的第n个数据。该方法可应用于在高速数字通信中多径、群时延等衰落信道条件下的并行盲均衡，并可在一定程度上克服硬件实现的速度限制，适用于不需要训练序列的保密通信、单点对多点的广播通信等场合。

主权项

1.高速数字接收机并行自适应盲均衡方法，其特征在于，该方法是在数字集成电路上依次按以下步骤实现的：步骤(1).从均衡器第k次输入以供均衡处理的长度为2*L的数据序列{x_kL-L+1，x_kL-L+2，…，x_kL，x_kL+1，x_kL+2，…，x_kL+L-1，x_kL+L}中提取前2*L-1个数据，去除第k*L+L个数据x_kL+L的数据序列，其步骤如下：步骤(1.1).把该数据序列{x_kL-L+1，x_kL-L+2，…，x_kL，x_kL+1，x_kL+2，…，x_kL+L-1，x_kL+L}输入到一个1∶L串/并变换电路，其中，L是一个自然数，为并行的路数；步骤(1.2).该1∶L串/并变换电路对其中前L个数据{x_kL-L+1，x_kL-L+2，…，x_kL}分别用单位延迟开关进行延迟，并和后面输出的L-1个数据{x_kL+1，x_kL+2，…，x_kL+L-1}共同形成路数为2*L-1的并行数据序列；步骤(1.3).把步骤(1.2)中的2L-1个并行的数据排列成以下矩阵形式：χk=xkL-L+1xkL-L+2...xkLxkL-L+2xkL-L+3...xkL+1............xkLxkL+1...xkL+L-1]]>其中矩阵x_k的数据分量x_kL-L+1，x_kL-L+2，…，x_kL+L-1分别为均衡器的第k*L-L+1，k*L-L+2，…，k*L+L-1个对应下标序号的输入数据；步骤(2).把步骤(1.3)中得到的输入矩阵2*L-1个数据元素输入到一个L路并行有限冲击响应滤波器，使该2*L-1个数据与L个滤波器系数即均衡器的权系数向量Wk，即w₁，w₂，…，w_L相乘，得到由所述1∶L串/并变换电路和L路并行有限冲击响应滤波器构成的均衡器输出向量Yk=[y1(k),...,yL(k)]=χk·Wk*=χk·[w1,...,wL]H,]]>其中W_k^*为权系数向量W_k的共轭函数，(·)^H为共轭转置函数；步骤(3).把步骤(2)得到的输出向量Y_k送入一个L∶1并/串变换电路，得到均衡器的串行输出数据序列；步骤(4).更新步骤(2)所述的权向量W_k＝[w₁，w₂，…，w_L]^T，以便进行第K+1次均衡处理，其步骤如下：步骤(4.1).把步骤(1.3)所述的矩阵x_k改写成以下形式：χk=xkL-L+1xkL-L+2...xkLxkL-L+2xkL-L+3...xkL+1............xkLxkL+1...xkL+L-1=α1,1(k)α1,2(k)...α1,L(k)α2,1(k)α2,2(k)...α2,L(k)............αL,1(k)αL,2(k)...αL,L(k)]]>即把α_i，j^(k)表示为第k次均衡处理时矩阵x_k的第i行，第j列的元素；步骤(4.2).按下式计算梯度估计向量的各个分量{δ₁^(k)，，δ₂^(k)，…，δ_L^(k)}：▿k^=δ1(k)δ2(k)...δj(k)...δL(k)=Σi=1Lαi,1(k)·(R2-2·|yi(k)|2)·(ei(k))*Σi=1Lαi,2(k)·(R2-2·|yi(k)|2)·(ei(k))*...Σi=1Lαi,j(k)·(R2-2·|yi(k)|2)·(ei(k))*...Σi=1Lαi,L(k)·(R2-2·|yi(k)|2)·(ei(k))*]]>其中，R₂为常模统计量，是一个正实数，其按下式计算：R₂＝E(|a_n|⁴)/E(|a_n|²)a_n为通信系统发射端发送的第n个数据，E(·)为数学期望函数，|·|为求绝对值函数，对复数是求模函数，e_k为第k次均衡时的误差向量，e₁^(k)，…，e_L^(k)分别为e_k的第1，...，L个分量，e_k由下式表示：ek=e1(k)e2(k)...eL(k)=y1(k)(R2-|y1(k)|2)y2(k)(R2-|y2(k)|2)...yL(k)(R2-|yL(k)|2)]]>步骤(4.3).计算梯度估计向量与权系数更新步长μ_BCMA的乘积其中μ_BCMA的数量级为10^-6，是一个正实数；步骤(4.4).按下式计算均衡器第k+1次作均衡处理时的权向量更新系数W_k+1：Wk+1=Wk-μBCMA·▿k^]]>在k＝1时，W₁的取值为L维向量[1，0，…，0]^T；步骤(4.5).在设定的时间延迟后，按步骤(1)～(4.4)做第k+1次的均衡处理。