專利名稱：具有雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種無線通信技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種具有雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí) 域自適應(yīng)判決反饋均衡器。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，受環(huán)境的影響，傳輸信號(hào)往往要經(jīng)過不同路徑到達(dá)接收系統(tǒng)， 即存在多徑衰落。傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了它不可能滿足理想的波形傳輸無失真條件，碼間 干擾(ISI)是不可避免的，為了提高通信質(zhì)量，減少ISI，在接收端通常都要采用均衡技術(shù) 抵消信道的影響，使接收信號(hào)盡可能地接近無失真。由于線性均衡器存在多徑擴(kuò)展的問題， 需要很長的級(jí)數(shù)且輸出信噪比大大降低的缺點(diǎn)，而時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡器OFE)在這 方面得到了很大改善，而且能跟蹤信道時(shí)變特性，對(duì)未知信道做出補(bǔ)償，因此在數(shù)字通信系 統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。通常在數(shù)字接收機(jī)中，時(shí)域自適應(yīng)DFE包含一個(gè)前饋濾波器(FFF)，一個(gè)硬判決 器，和一個(gè)判決反饋均衡器(FBF)。其中，F(xiàn)FF用來接收輸入信號(hào)，消除前向多徑干擾。硬判 決器用來判決它的每個(gè)輸入信息，并且將判決結(jié)果傳送給輸出端。FBF將修改硬判決器的輸 入，以消除后向多徑干擾。誤差信號(hào)是硬判決器的輸出和輸入信號(hào)之差，同時(shí)硬判決器的輸 出作為FBF的一個(gè)輸入。傳統(tǒng)的時(shí)域自適應(yīng)DFE無法對(duì)抗信道傳輸中的強(qiáng)多徑(即與主徑信號(hào)相當(dāng)或大 于主徑信號(hào)的副徑信號(hào))，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的時(shí)域自適應(yīng)DFE是通過主徑信號(hào)消除副徑信號(hào)的方 法對(duì)抗多徑效應(yīng)的，傳統(tǒng)的時(shí)域自適應(yīng)DFE前饋部分和反饋部分在時(shí)間上不重疊，副徑干 擾由FFF和FBF分別抵消。FFF在抵消前向多徑干擾時(shí)會(huì)產(chǎn)生衍生多徑，若副徑的強(qiáng)度與 主徑相當(dāng)時(shí)，衍生多徑幅度較大，只要是有限級(jí)數(shù)的FFF，必定會(huì)導(dǎo)致有強(qiáng)的衍生多徑落在 FFF外而被視為噪聲項(xiàng)，從而降低均衡器性能甚至影響系數(shù)收斂。FBF在抵消后向多徑時(shí)， 由于存在差錯(cuò)傳播現(xiàn)象，由前饋部分引入的噪聲會(huì)導(dǎo)致反饋部分誤碼擴(kuò)散嚴(yán)重，從而導(dǎo)致 FBF部分的系數(shù)收斂不穩(wěn)定。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，在中國專利申請(qǐng)?zhí)?0051006M47. 8，發(fā)明名稱為“一種具有重疊結(jié)構(gòu) 的時(shí)域自適應(yīng)均衡器”的專利文獻(xiàn)中提出了將時(shí)間域上的FFF的后向部分和FBF的部分抽 頭在時(shí)間域上重疊，F(xiàn)FF中包含了所有含有當(dāng)前恢復(fù)信號(hào)的接收信號(hào)，使得FFF中當(dāng)前恢復(fù) 信號(hào)的分量遠(yuǎn)大于干擾分量，從而消除強(qiáng)副徑干擾。但是該均衡器在對(duì)付第一根徑不是主 徑的情況不能消除落在FFF以外的強(qiáng)衍生多徑，仍然將其視為噪聲項(xiàng)，因此在對(duì)付惡劣多 徑效應(yīng)時(shí)性能還不是很理想。綜上所述的，現(xiàn)有的時(shí)域自適應(yīng)DFE或是不能對(duì)付強(qiáng)多徑情況，或是對(duì)付強(qiáng)多徑 情況的性能還不夠理想。因此，從目前查到的資料來看，現(xiàn)有的時(shí)域自適應(yīng)DFE還不能很好 地對(duì)付惡劣多徑效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種具有雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí)域自適應(yīng)判 決反饋均衡器，具有消除強(qiáng)多徑和衍生多徑的功能，提高了均衡器對(duì)付強(qiáng)多徑的性能。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括前饋重疊濾波器、反饋重疊濾波 器、信號(hào)疊加器、硬判決器、判決信號(hào)存儲(chǔ)器、誤差信號(hào)生成器和抽頭系數(shù)更新器，其中前 饋重疊濾波器的輸出和信號(hào)疊加器的一個(gè)輸入相連接，反饋重疊濾波器的輸出和信號(hào)疊加 器的另一個(gè)輸入相連接，信號(hào)疊加器的輸出與硬判決器的輸入相連接，硬判決器的輸出分 別與反饋重疊濾波器中第二有限沖激響應(yīng)濾波器的輸入相連接還有判決信號(hào)存儲(chǔ)器的輸 入相連接，判決信號(hào)存儲(chǔ)器的輸出與反饋重疊濾波器中第一有限沖激響應(yīng)濾波器的輸入相 連接，信號(hào)疊加器的輸出和硬判決器的輸出與誤差信號(hào)生成器相連接，誤差信號(hào)生成器的 輸出與抽頭系數(shù)更新器的輸入相連接，抽頭系數(shù)更新器分別控制前饋重疊濾波器和反饋重 疊濾波器的抽頭系數(shù)更新，前饋重疊濾波器的抽頭在時(shí)間域上與反饋重疊濾波器的部分抽 頭重疊。所述的前饋重疊濾波器為Nf+d級(jí)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器；該橫向有限沖激響應(yīng) 濾波器由一個(gè)主加法器和若干組級(jí)聯(lián)的寄存器及與其對(duì)應(yīng)的乘法器組成；所述的前饋重疊濾波器前端的橫向有限沖激響應(yīng)濾波器的Nf-I級(jí)第二寄存器組 與反饋重疊濾波器中k級(jí)的第一有限沖激響應(yīng)濾波器的后端Nf-I個(gè)寄存器重疊；所述的前饋重疊濾波器中的橫向有限沖激響應(yīng)濾波器的d級(jí)第一寄存器組與反 饋重疊濾波器中Nd級(jí)的第二有限沖激響應(yīng)濾波器的前端d個(gè)寄存器重疊。所述的反饋重疊濾波器由一個(gè)k級(jí)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器和一個(gè) 級(jí)橫向有 限沖激響應(yīng)濾波器組成，k = Nf+l-l，l為主徑相對(duì)于前向多徑的延時(shí)，k值的大小比前饋重 疊濾波器非重疊部分長度Nf與主徑相對(duì)于前徑的延時(shí)1之和小l，Nb大于兩倍的信道長度， Nf大于兩倍的信道長度，d取自[1，Nb]，優(yōu)選d = Nb/2。所述的信號(hào)疊加器將前饋重疊濾波器的輸出信號(hào)和反饋重疊濾波器的輸出信號(hào)疊加。所述的誤差信號(hào)生成器對(duì)信號(hào)疊加器的輸出信號(hào)和硬判決器的輸出信號(hào)進(jìn)行誤
差計(jì)算。所述的硬判決器完成對(duì)輸入信號(hào)電平的判決功能。所述的判決信號(hào)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)硬判決器的判決結(jié)果。所述的抽頭系數(shù)更新器通過對(duì)輸入誤差信號(hào)進(jìn)行加權(quán)來更新前饋重疊濾波器和 反饋重疊濾波器的抽頭系數(shù)。本發(fā)明將時(shí)間域上的前饋濾波器的前向部分和后向部分分別與反饋濾波器中第 一有限沖激響應(yīng)濾波器的后向部分和第二有限沖激響應(yīng)濾波器的前向部分抽頭在時(shí)間域 上重疊，使得均衡器在對(duì)抗強(qiáng)多徑信號(hào)時(shí)，可以通過雙重疊的前饋濾波器部分和反饋濾波 器部分的聯(lián)合工作，即各自分擔(dān)部分抵消信道響應(yīng)的任務(wù)，來消除強(qiáng)多徑和衍生多徑，從而 提高了均衡器對(duì)付強(qiáng)多徑的性能。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為實(shí)施例對(duì)應(yīng)的信道沖激響應(yīng)模型示意圖。圖3為實(shí)施例輸出MSE的對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例包括前饋重疊濾波器1、反饋重疊濾波器2、信號(hào)疊加器5、 硬判決器7、判決信號(hào)存儲(chǔ)器8、誤差信號(hào)生成器6和抽頭系數(shù)更新器9，其中前饋重疊濾 波器1的輸出和信號(hào)疊加器5的一個(gè)輸入相連接，反饋重疊濾波器2的輸出和信號(hào)疊加器 5的另一個(gè)輸入相連接，信號(hào)疊加器5的輸出與硬判決器7的輸入相連接，硬判決器7的輸 出分別與反饋重疊濾波器2中第二有限沖激響應(yīng)濾波器10的輸入相連接還有判決信號(hào)存 儲(chǔ)器8的輸入相連接，判決信號(hào)存儲(chǔ)器8的輸出與反饋重疊濾波器2中第一有限沖激響應(yīng) 濾波器11的輸入相連接，信號(hào)疊加器5的輸出和硬判決器7的輸出與誤差信號(hào)生成器6相 連接，誤差信號(hào)生成器6的輸出與抽頭系數(shù)更新器9的輸入相連接，抽頭系數(shù)更新器9分別 控制前饋重疊濾波器1和反饋重疊濾波器2的抽頭系數(shù)更新，前饋重疊濾波器1的抽頭在 時(shí)間域上與反饋重疊濾波器2的部分抽頭重疊。所述的前饋重疊濾波器1為Nf+d級(jí)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器12，完成對(duì)輸入信號(hào) 的濾波功能，消除多徑信號(hào)中的前徑和部分后徑；所述的橫向有限沖激響應(yīng)濾波器12由一個(gè)主加法器和若干組級(jí)聯(lián)的寄存器及與 其對(duì)應(yīng)的乘法器組成。所述的前饋重疊濾波器1中的d級(jí)第一寄存器組3與反饋重疊濾波器2中Nb級(jí)的 第二有限沖激響應(yīng)濾波器10的前端d個(gè)寄存器重疊，用于共同消除對(duì)應(yīng)的多徑信號(hào)，Nf大 于兩倍的信道長度，d取自[1，隊(duì)]，優(yōu)選(1 =隊(duì)/2。所述的前饋重疊濾波器1前端的Nf-I級(jí)第二寄存器組4與反饋重疊濾波器2中k 級(jí)的第一有限沖激響應(yīng)濾波器11的后端Nf-I個(gè)寄存器重疊。所述反饋重疊濾波器2由k級(jí)和Nb級(jí)的兩個(gè)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器組成，k = Nf+1-1，1為主徑相對(duì)于前向多徑的延時(shí)，k值的大小比前饋重疊濾波器1非重疊部分長度 Nf與主徑相對(duì)于前徑的延時(shí)1之和小1，Nb大于兩倍的信道長度。其中抽頭系數(shù)< ): (《) 為η時(shí)刻時(shí)對(duì)抗后向多徑的抽頭系數(shù)，抽頭系數(shù) I1(Ii)1 h(n)k為η時(shí)刻時(shí)輔助前饋重疊濾波器1對(duì)抗前向多徑的抽頭系數(shù)，而抽頭系數(shù) 樹力廣辦⑷；^為重疊部分的抽頭系數(shù)，與前饋重疊濾波器1中系數(shù)/⑷-廣/㈨- +！重 疊，反饋重疊濾波器2中系數(shù)I1(Ii)1 h(n)k對(duì)應(yīng)的為判決信號(hào)存儲(chǔ)器8中的判決信號(hào) 對(duì)《 + 1)~興《 +幻，這些判決信號(hào)是前饋重疊濾波器1中包含的所有前向干擾符號(hào)，系數(shù) C(W)1 ~ C(^)jv,對(duì)應(yīng)的判決信號(hào)為 -1) ~ s(n -Nf) ο所述的信號(hào)疊加器5，將前饋重疊濾波器1的輸出信號(hào)和反饋重疊濾波器2的輸出 信號(hào)疊加；所述的誤差信號(hào)生成器6，對(duì)信號(hào)疊加器5的輸出信號(hào)和硬判決器7的輸出信號(hào)進(jìn)行誤差計(jì)算；所述的硬判決器7，完成對(duì)輸入信號(hào)電平的判決功能，用于產(chǎn)生反饋重疊濾波器2 的輸入及誤差信號(hào)的生成；所述的判決信號(hào)存儲(chǔ)器8，存儲(chǔ)硬判決器7的判決結(jié)果；所述的抽頭系數(shù)更新器9，通過對(duì)輸入誤差信號(hào)進(jìn)行加權(quán)來更新前饋重疊濾波器 1和反饋重疊濾波器2的抽頭系數(shù)。本實(shí)施例所述的雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡器的工作步驟為第一步，反饋重疊濾波器2的第一有限沖激響應(yīng)濾波器11不工作，數(shù)字信號(hào)Y輸 入到前饋重疊濾波器1中，前饋重疊濾波器1中的寄存器數(shù)據(jù)移位，分別和對(duì)應(yīng)的均衡器系 數(shù)相乘，經(jīng)過加和得到經(jīng)過濾波后的輸出信號(hào)Sl ；反饋重疊濾波器2的輸出(即反饋重疊 濾波器2中第二有限沖激響應(yīng)濾波器10的輸出)S2 ；信號(hào)Sl和S2經(jīng)過信號(hào)疊加器5得到 疊加后的輸出S ；輸出信號(hào)S經(jīng)硬判決器7得到判決信號(hào)；該判決信號(hào)作為反饋重疊濾波器 2中第二有限沖激響應(yīng)濾波器10的輸入，同時(shí)作為誤差信號(hào)生成器6的輸入和判決信號(hào)存 儲(chǔ)器8的輸入；誤差信號(hào)在抽頭系數(shù)控制器的控制下更新前饋重疊濾波器1和反饋重疊濾 波器2中第二有限沖激響應(yīng)濾波器10的抽頭系數(shù)。第二步，在第一步的基礎(chǔ)上，將第一步得到的判決信號(hào)存儲(chǔ)器8的輸出作為反饋 重疊濾波器2中第一有限沖激響應(yīng)濾波器11的輸入，經(jīng)過加和得到經(jīng)過濾波后的輸出信 號(hào)；反饋重疊濾波器2中第一有限沖激響應(yīng)濾波器11的輸出和第二有限沖激響應(yīng)濾波器 10的輸出經(jīng)過疊加器5得到反饋重疊濾波器2的輸出S2 ；信號(hào)Sl和S2經(jīng)過信號(hào)疊加器5 得到疊加后的輸出S ；輸出信號(hào)S經(jīng)判決器得到判決信號(hào)；該判決信號(hào)作為反饋重疊濾波器 2中第二有限沖激響應(yīng)濾波器10的輸入，同時(shí)作為誤差信號(hào)生成器6的輸入和判決信號(hào)存 儲(chǔ)器8的輸入；誤差信號(hào)在抽頭系數(shù)控制器的控制下更新前饋重疊濾波器1和反饋重疊濾 波器2兩個(gè)濾波器的抽頭系數(shù)。于是輸入判決器的信號(hào)u(n)為接收信號(hào)
權(quán)利要求
1.一種具有雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡器，包括前饋重疊濾波器、反饋 重疊濾波器、信號(hào)疊加器、硬判決器、判決信號(hào)存儲(chǔ)器、誤差信號(hào)生成器和抽頭系數(shù)更新器， 其特征在于前饋重疊濾波器的輸出和信號(hào)疊加器的一個(gè)輸入相連接，反饋重疊濾波器的 輸出和信號(hào)疊加器的另一個(gè)輸入相連接，信號(hào)疊加器的輸出與硬判決器的輸入相連接，硬 判決器的輸出分別與反饋重疊濾波器中第二有限沖激響應(yīng)濾波器的輸入相連接還有判決 信號(hào)存儲(chǔ)器的輸入相連接，判決信號(hào)存儲(chǔ)器的輸出與反饋重疊濾波器中第一有限沖激響應(yīng) 濾波器的輸入相連接，信號(hào)疊加器的輸出和硬判決器的輸出與誤差信號(hào)生成器相連接，誤 差信號(hào)生成器的輸出與抽頭系數(shù)更新器的輸入相連接，抽頭系數(shù)更新器分別控制前饋重疊 濾波器和反饋重疊濾波器的抽頭系數(shù)更新，前饋重疊濾波器的抽頭在時(shí)間域上與反饋重疊 濾波器的部分抽頭重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡器，其特征是， 所述的前饋重疊濾波器為Nf+d級(jí)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器；該橫向有限沖激響應(yīng)濾波器由 一個(gè)主加法器和若干組級(jí)聯(lián)的寄存器及與其對(duì)應(yīng)的乘法器組成；所述的前饋重疊濾波器前端的Nf-I級(jí)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器的第二寄存器組與反 饋重疊濾波器中k級(jí)的第一有限沖激響應(yīng)濾波器的后端Nf-I個(gè)寄存器重疊；所述的前饋重疊濾波器中的d級(jí)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器的第一寄存器組與反饋重 疊濾波器中Nb級(jí)的第二有限沖激響應(yīng)濾波器的前端d個(gè)寄存器重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡器，其特征是， 所述的反饋重疊濾波器由k級(jí)和Nb級(jí)的兩個(gè)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器組成，k = Nf+1-1, 1 為主徑相對(duì)于前向多徑的延時(shí)，k值的大小比前饋重疊濾波器非重疊部分長度Nf與主徑相 對(duì)于前徑的延時(shí)1之和小1，Nb大于兩倍的信道長度，Nf大于兩倍的信道長度，d取自[1， HJ。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡器，其特征 是，所述的d級(jí)橫向有限沖激響應(yīng)濾波器的級(jí)數(shù)d = Nb/2。
全文摘要
一種無線通信技術(shù)領(lǐng)域的具有雙重疊結(jié)構(gòu)的時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡器，包括前饋重疊濾波器、反饋重疊濾波器、信號(hào)疊加器、硬判決器、判決信號(hào)存儲(chǔ)器、誤差信號(hào)生成器和抽頭系數(shù)更新器。本發(fā)明具有消除強(qiáng)多徑和衍生多徑的功能，提高了均衡器對(duì)付強(qiáng)多徑的性能。
文檔編號(hào)H04L27/01GK102143104SQ20111007527
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者劉勃, 劉華芬, 歸琳, 李素月, 熊箭 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)