專利名稱：一種基于半盲算法的流星余跡陣列處理器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及流星余跡通信領域中的自適應陣列處理設備，特別適用于隨機突
發(fā)、持續(xù)時間短并且擁有傳輸幀頭的流星余跡通信系統(tǒng)應用。
背景技術：
流星余跡通信的特點是信道突發(fā)，并且持續(xù)時間很短，所以在波束合成時，對自適 應算法的收斂速度要求很高；而且突發(fā)信道對系統(tǒng)的跟蹤性能以及穩(wěn)健性能也有很高的要 求。自適應算法包括盲算法和非盲算法。盲算法避開了對信號的相關性限制，但是當解調 器發(fā)生差錯時，期望信號估計值的重構效果很差，采用這個估計值的盲算法就會導向一個 不正確的權向量解，進一步惡化解調后信號的質量。流星余跡通信的同步需要傳輸幀頭，而 傳輸幀頭正好可以作為非盲算法的訓練序列。但是作為訓練序列的傳輸幀頭很短，單用非 盲算法是不夠的。

實用新型內容本實用新型的目的在于針對上述背景技術中的不足之處以及流星余跡通信的特 點，巧妙地結合半盲算法與盲算法，在接受傳輸幀頭的時段，采用非盲算法，獲得較高的輸 出信干噪比，并藉此改善同步的性能，而當傳輸幀頭發(fā)送完后，解調器解調出的信號反饋給 陣列處理器，陣列處理器用硬判決值作為偽訓練序列，采用盲算法來捕獲所需信號并跟蹤 信道的變化。具有收斂速度快、計算復雜度小、跟蹤性能及穩(wěn)健性好等特點。 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 本實用新型基于半盲算法的流星余跡陣列處理器，包括A/D采樣模塊1-1至1-4、 正交下變頻模塊2-1至2-4、 CIC濾波模塊3-1至3-4、匹配濾波模塊4_1至4_4、陣列處理 器模塊5、鑒相器模塊6、環(huán)路濾波模塊7、 NC0模塊8等部件組成。其中A/D采樣模塊1_1 至1-4的輸入端口 1分別與外部的輸入信號A至D端口相連，A/D采樣模塊1-1至1-4的 輸出端口 2分別與正交下變頻模塊2-1至2-4的輸入端口 1相連；正交下變頻模塊2-1至 2-4的輸出端口 3與CIC濾波模塊3-1至3-4的輸入端口 1相連；CIC濾波模塊3_1至3_4 的輸出端口 2與匹配濾波模塊4-1至4-4的輸入端口 1相連；匹配濾波模塊4-1至4-4的 輸出端口 2分別與陣列處理器模塊5的輸入端口 1至4相連；陣列處理器模塊5的輸入端 口 5至6分別與外部的輸入信號E至F相連；陣列處理器模塊5的輸出端口 7至8與鑒相 器模塊6的輸入端口 1至2相連；鑒相器模塊6的輸出端口 3與環(huán)路濾波模塊7的輸入端 口 1相連；環(huán)路濾波模塊7輸出端口 2與NC0模塊8的輸入端口 1相連；NC0模塊8的輸出 端口 2至5分別與正交下變頻模塊2-1至2-4的輸入端口 2相連。陣列處理器模塊5的輸 出端口 7至8分別與外部的輸出信號G至H相連。 本實用新型的陣列處理器模塊5包括權值更新模塊9、波束合成模塊10、定時提 取模塊11、判決反饋模塊12-1至12-2、選擇開關模塊13-1至13-2、誤差產(chǎn)生模塊14-1至 14-2。所述的權值更新模塊9的輸入端口 l至4分別與匹配濾波模塊4-l至4-4的輸出端口 2相連；權值更新模塊9的輸入端口 5至6分別與誤差產(chǎn)生模塊14-1至14-2的輸出 端口 3相連；權值更新模塊9的輸出端口 7至10分別與波束合成模塊10的輸入端口 5至 8相連；波束合成模塊10的輸入端口 1至4分別與匹配濾波模塊4-1至4-4的輸出端口 2 相連；波束合成模塊10的輸出端口 9至10分別與判決反饋模塊12-1至12-2的輸入端口 1相連；判決反饋模塊12-1至12-2的輸入端口 2分別與定時提取模塊11的輸出端口 1相 連；判決反饋模塊12-1至12-2的輸出端口 3分別與選擇開關模塊13-1至13_2的輸入端 口 2相連；選擇開關模塊13-1至13-2的輸入端口 1分別與外部的輸入信號E至F相連；選 擇開關模塊13-1至13-2的輸出端口 3分別與誤差產(chǎn)生模塊14-1至14-2的輸入端口 2相 連；誤差產(chǎn)生模塊14-1至14-2的輸入端口 1分別與波束合成模塊10的輸出端口 9至10 相連；波束合成模塊10的輸出端口 9至10分別與外部的輸出信號G和H相連。 本實用新型相比背景技術具有如下優(yōu)點 1.計算復雜度小。采用LMS算法作為半盲算法的基礎，降低了計算復雜度。 2.系統(tǒng)穩(wěn)健性能好。由于在開始用傳輸幀頭作為訓練序列，使用了非盲算法，相比 較盲算法有了更好的穩(wěn)健性能。 3.系統(tǒng)跟蹤性能好。在傳輸幀頭發(fā)送完后，使用判決導向算法，來對信道的變化進 行實時的跟蹤。4.收斂速度快。變步長LMS算法相比傳統(tǒng)的固定步長LMS算法收斂速度加快。
圖1是本實用新型的電原理方框圖； 圖2是本實用新型陣列處理器5實施例的電原理圖。
具體實施方式參照圖1至圖2，本實用新型由A/D采樣模塊組1-1至l-4、正交下變頻模塊組2-l 至2-4、CIC濾波模塊組3-1至3-4、匹配濾波模塊組4-1至4_4、陣列處理器5、鑒相器6、環(huán) 路濾波模塊7、 NC0模塊8等部件組成。圖1是本實用新型的電原理方框圖，實施例按圖1 連接線路。其中來自下變頻的中頻信號經(jīng)A/D采樣模塊組1-1至l-4后再經(jīng)過正交下變頻 模塊組2-1至2-4變到零頻，用CIC濾波模塊組3-1至3-4和匹配濾波模塊組4_1至4_4 進行降采樣并濾除干擾分量后，送入到陣列處理器5，陣列處理器5的輸出送入鑒相器6、環(huán) 路濾波模塊7和NCO模塊8，用于恢復接收信號的定時和相干載波。 本實用新型陣列處理器5的作用是進行自適應波束合成。它由權值更新模塊9、波 束合成模塊10、定時提取模塊11、判決反饋模塊組12-1至12-2、選擇開關模塊組13-1至 13-2、誤差產(chǎn)生模塊組14-1至14-2組成。圖2是本實用新型陣列處理器5實施例的電原 理圖，并按其連接線路。在接收傳輸幀頭E與F的時段，權值更新模塊9采用改進的LMS算 法來更新權值，獲得較高的輸出信干噪比，并藉此改善同步的性能。當傳輸幀頭E與F發(fā)送 完后，將波束合成模塊10的輸出分1、Q兩路信息送入判決反饋模塊組12-1至12-2，得到硬 判決值作為偽訓練序列，權值更新模塊9采用判決導向算法來更新權值，捕獲所需信號并 跟蹤信道的變化；定時提取模塊11的作用是定時提取輸入信息進行判決；選擇開關模塊組 13-1至13-2的作用是當接收傳輸幀頭E與F的時段，將傳輸幀頭E與F作為訓練序列，當接收傳輸幀頭E與F發(fā)送完成，則將判決反饋輸出的硬判決值作為偽訓練序列；誤差產(chǎn)生模 塊組14-1至14-2的作用是將波束合成模塊10的輸出與選擇開關模塊組13-1至13-2的 輸出相減，得到誤差，送入權值更新模塊9 ;最后將在波束合成模塊10中進行波束合成。 本實用新型簡要工作原理如下 陣列處理器5中，將匹配濾波模塊組4-1至4-4的輸出端口 2的輸出x (n)分別送 入波束合成模塊10和權值更新模塊9，則波束合成模塊10的輸出為 y(n) = W(n"x(n) 其中W(n)為權值。誤差產(chǎn)生14-1至14-2誤差為 e (n) = d (n) -y (n) =d(n)_WHx(n) d(n)為期望信號，由選擇開關模塊組13-1至13-2控制其取值，發(fā)送傳輸幀頭期 間，將傳輸幀頭作為訓練序列，等到傳輸幀頭發(fā)送完成，這時權值已經(jīng)收斂，再用判決反饋 模塊組12-1至12-2的輸出作為偽訓練序列繼續(xù)微調權值以適應信道環(huán)境的變化。權值的 迭代公式如下 W (n+1) = W (n) + ii x (n) e* (n) 其中，用變步長代替了傳統(tǒng)算法中的固定步長P ，以提高LMS算法的收斂速度。
權利要求一種基于半盲算法的流星余跡陣列處理器，包括A/D采樣模塊組(1-1)至(1-4)、正交下變頻模塊組(2-1)至(2-4)、CIC濾波模塊組(3-1)至(3-4)、匹配濾波模塊組(4-1)至(4-4)、鑒相器(6)、環(huán)路濾波模塊(7)、NCO模塊(8)，其特征在于還包括陣列處理器(5)，其中A/D采樣模塊組(1-1)至(1-4)的輸入端口1分別與外部的輸入信號A、B、C、D端口相連，A/D采樣模塊組(1-1)至(1-4)的輸出端口2分別與正交下變頻模塊組(2-1)至(2-4)的輸入端口1相連；正交下變頻模塊組(2-1)至(2-4)的輸出端口3與CIC濾波模塊組(3-1)至(3-4)的輸入端口1相連；CIC濾波模塊組(3-1)至(3-4)的輸出端口2與匹配濾波模塊組(4-1)至(4-4)的輸入端口1相連；匹配濾波模塊組(4-1)至(4-4)的輸出端口2分別與陣列處理器(5)的輸入端口1至4相連；陣列處理器(5)的輸入端口5至6分別與外部的輸入信號E至F相連；陣列處理器(5)的輸出端口7至8與鑒相器(6)的輸入端口1至2相連；鑒相器(6)的輸出端口3與環(huán)路濾波模塊(7)的輸入端口1相連；環(huán)路濾波模塊(7)輸出端口2與NCO模塊(8)的輸入端口1相連；NCO模塊(8)的輸出端口2至5分別與正交下變頻模塊組(2-1)至(2-4)的輸入端口2相連，陣列處理器模塊(5)的輸出端口7至8分別與外部的輸出信號G和H相連。
2. 根據(jù)權利要求1所述一種基于半盲算法的流星余跡陣列處理器，其特征在于陣列 處理器(5)包括權值更新模塊(9)、波束合成模塊(10)、定時提取模塊(11)、判決反饋模塊 組(12-1)至(12-2)、選擇開關模塊組(13-1)至(13-2)、誤差產(chǎn)生模塊組(14-1)至(14-2)， 所述的權值更新模塊(9)的輸入端口 l至4分別與匹配濾波模塊組(4-1)至(4-4)的輸出 端口 2相連；權值更新模塊(9)的輸入端口 5至6分別與誤差產(chǎn)生模塊組(14-1)至(14-2) 的輸出端口 3相連；權值更新模塊(9)的輸出端口 7至10分別與波束合成模塊(10)的輸 入端口 5至8相連；波束合成模塊(10)的輸入端口 1至4分別與匹配濾波模塊組(4-1)至 (4-4)的輸出端口 2相連；波束合成模塊(10)的輸出端口 9至10分別與判決反饋模塊組 (12-1)至(12-2)的輸入端口 l相連；判決反饋模塊組(12-1)至(12-2)的輸入端口 2分 別與定時提取模塊(11)的輸出端口 l相連；判決反饋模塊組(12-1)至(12-2)的輸出端口 3分別與選擇開關模塊組(13-1)至(13-2)的輸入端口 2相連；選擇開關模塊組(13-1)至 (13-2)的輸入端口 1分別與外部的輸入信號E至F相連；選擇開關模塊組(13-1)至(13-2) 的輸出端口 3分別與誤差產(chǎn)生模塊組(14-1)至(14-2)的輸入端口 2相連；誤差產(chǎn)生模塊 組(14-1)至(14-2)的輸入端口 1分別與波束合成模塊(10)的輸出端口 9至10相連；波 束合成模塊(10)的輸出端口 9至10分別與外部的輸出信號G和H相連。
專利摘要本實用新型公開了一種基于半盲算法的流星余跡陣列處理器，它包括A/D采樣模塊組、正交下變頻模塊組、CIC濾波模塊組、匹配濾波模塊組、鑒相器、環(huán)路濾波模塊、NCO模塊和陣列處理器；其中陣列處理器又包括權值更新模塊、波束合成模塊、定時提取模塊、判決反饋模塊組、選擇開關模塊組、誤差產(chǎn)生模塊組。本實用新型在接受訓練序列的時段，采用非盲算法，獲得較高的輸出信干噪比，并藉此改善同步的性能，而當訓練序列發(fā)送完后，解調器解調出的信號反饋給陣列處理器，陣列處理器用硬判決值作為偽訓練序列，采用盲算法來捕獲所需信號并跟蹤信道的變化。本實用新型具有收斂速度快、計算復雜度小、跟蹤性能及穩(wěn)健性好等特點。
文檔編號H04L27/26GK201533319SQ200920104740
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權日2009年9月7日
發(fā)明者陳瑋 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所