[发明专利]毫米波通信系统中分数间隔频域均衡硬件实现方法

摘要

本发明提供了一种毫米波通信系统中分数间隔频域均衡硬件实现方法，包括以下步骤：接收天线获取信号，进行同步；对同步后的数据做分数间隔处理；将数据做FFT生成频域数据；根据导频数据对系统进行信道估计，获得信道估计矩阵H；根据信道矩阵H，进行频域均衡。本发明方法利用了毫米波升采样提供的分集增益信息，结合硬件实现过程中矩阵分块运算特点和最小均方差均衡技术，在不明显影响运算复杂度情况下，能够有效改善毫米波通信系统中定时相位误差和信道延时失真的影响，提高系统的误比特性能；同时均衡过程即完成信号的降采样。

主权项

毫米波通信系统中分数间隔频域均衡硬件实现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过接收天线获取发射端2倍升采样之后的信号，进行同步：步骤1.1，发射端将处理之后的数据进行升采样，然后通过2根发射天线发射出去；同时接收端，通过2根接收天线接收空间的信号，经过AD转化，使得到的信号离散化；步骤1.2，接收到的2路信号，采用延时相关的帧同步方法获取帧头信息；根据帧中的块进行同步，同步序列表达式如下：r(n)=|p(n)2|q(n)q(n-N)]]>其中，p(n)=Σl=0M-1y(n+l)y*(n+l-N),q(n)=Σl=0M-1|y(n+l)|2]]>其中，y(n)为接收到的数据，*表示取共轭，N＝1024,M＝960；根据r(n)波形图得到帧的起始位置；步骤2：对同步后的数据做分数间隔处理采用T/2分数间隔法，将数据每一路信号按照奇和偶间隔采样形成奇偶两个流，每个流重新形成块，两路信号同时并行执行形成四个流，同步后的两路数据y1[n]，y2[n]经过分割之后为ye,1[n]，yo1[n]，ye,2[n]，yo,2[n]；其中，下标1、2分别表示第1路和第2路，e、o分别表示每路分割的偶、奇流；步骤3：将数据做FFT，生成频域数据根据此时的块单位将4个流同时并行进行快速离散傅里叶变换将时域数据变换到频域，变换之后的数据为Ye,1(k),Yo,1(k),Ye,2(k),Yo,2(k)；步骤4：根据导频数据对系统进行信道估计，获得信道估计矩阵H分别计算以下公式：He(k)=Ye(k)P1*(k)=H11,e(k)H21,e(k),Ge(k)=Ye(k)P2*(k)=G12,e(k)G22,e(k)]]>Ho(k)=Yo(k)P1*(k)=H11,o(k)H21,o(k),Go(k)=Yo(k)P2*(k)=G12,o(k)G22,o(k)]]>其中，Ye(k)=ye,1(k)ye,2(k),Yo(k)=yo,1(k)yo,2(k);]]>将得到的He(k),Ge(k),Ho(k),Go(k),组合得到信道矩阵如下：H(k)=H11,e(k)G12,e(k)H11,o(k)G12,o(k)H21,e(k)G22,e(k)H21,o(k)G22,o(k)]]>其中，k表示第k个频点；步骤5：根据信道矩阵H，进行频域均衡步骤5.1，根据估计得到的信道矩阵H，利用最小均方差(MMSE)均衡方法，获取均衡权值矩阵W，形式为：W(k)=H(k)(HH(k)H(k)+σ1200σ22)-1=we,11(k)we,21(k)wo,11(k)wo,21(k)we,12(k)we,22(k)wo,12(k)wo,22(k)]]>其中，分别对应接收1，2路信号的噪声功率；步骤5.2，根据矩阵W，对接收分数间隔处理之后的数据进行均衡，计算过程如下：X^(k)=X^1(k)X^2(k)=q100q2WH(k)Ye,1(k)Yo,1(k)Ye,2(k)Yo,2(k)]]>其中，q1=1Σk=01023|He(k)|2+|Ho(k)|2|He(k)|2+|Ho(k)|2+σ12,q2=1Σk=01023|Ge(k)2+|Go(k)|2|Ge(k)|2+|Go(k)|2+σ22]]>He(k)=H11,e(k)H21,e(k),Ge(k)=G12,e(k)G22,e(k),Ho(k)=H11,o(k)H21,o(k),Go(k)=G12,o(k)G22,o(k)]]>为接受数据均衡后的结果。