[发明专利]基于分数间隔与迭代算法的单载波信号时域均衡方法

说明书

本发明提出了一种基于分数间隔与迭代算法的单载波信号时域均衡方法，用于解决现有单载波信号时域均衡方法存在的误码率性能差的技术问题，实现步骤为：1、对接收信号以M倍符号速率进行采样，并对采样结果进行分块；2、对数据块进行分解，并利用分解结果对不同信道响应进行估计；3、分别对奇偶信号进行MMSE均衡；4、对奇、偶信号软信息分别进行拼接；5、设置迭代次数K，并初始化K＝0；6、将奇、偶序列译码块软信息合并，得到合并软信息；7、利用迭代算法，对奇偶序列译码块软信息分别进行更新，8、输出译码结果。本发明提出的均衡方法有效抑制了采样点偏差带来的影响，提高了信号传输的可靠性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种单载波时域均衡方法，具体涉及一种基于分数间隔的单载波时域均衡方法，可适用于短波通信系统领域。

背景技术

自第二次世界大战中，短波通信得到了高度发展，至今还在广播、舰船通信、航空通信及各类战术通信中广泛使用。短波通信是指利用波长为100～10m(频率为3～30MHz)的电磁波进行的无线电通信。短波通信是无线通信的基本方式之一，它依赖电离层的反射、折射来传输信息，其通信媒介—电离层是迄今无法彻底摧毁的。近年来数字信号处理理论的日益成熟，高速数据处理器的不断更新，使人们有理由进一步挖掘短波通信的潜力。短波信道是一种在时域、频域、空域上都有变化的色散的信道，这种信道的不稳定性使短波具有频带窄、容量小、速率低、相互干扰严重的特点。它具有三个特点：(1)对信号的衰落随时间而变化；(2)传输的时延随时间随机变化；(3)多径传播。这使得在带宽受限的信道中会产生码间串扰ISI，这种干扰还表现为在时域导致信号产生瑞利衰落，在频域产生频率弥散和频率选择性衰落。均衡技术就是为了消除上述信道特点造成的ISI从而改善接收机性能的一种关键技术。

根据使用均衡技术使用的通信系统载波分类的不同，均衡技术可分为单载波均衡和多载波均衡。由于短波信道信号畸变严重、频段拥挤，短波通信较多使用窄带通信，一般使单载波系统。

均衡器的实现原理是在基带系统中插入一种可调或不可调的滤波器，通过补偿整个系统的幅频和相频特性使得包含该均衡器在内的整个系统特性满足无码间串扰的要求，其本质是时变传输信道的反向滤波。根据均衡的具体算法实现的不同，均衡可分为时域均衡、频域均衡。频域均衡往往需要分别校正幅频特性和群时延特性，且对群时延失真的补偿能力较弱，尤其对非最小相位衰落通常无能为力，因而在数字传输系统中一般不采用频域均衡，而采用时域均衡。所谓时域均衡，就是从时域的冲激响应考虑，使整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。

均衡技术按照是否采用迭代算法可分为迭代均衡与非迭代均衡。非迭代均衡仅通过一次均衡就得到输出结果，而迭代均衡在输出结果有误时通过迭代法多次更新输出软信息来更新输出结果。

现有的迭代均衡算法是基于符号间隔的，其原理为接收端对接收信号进行符号间隔采样操作得到数据块，随后利用迭代法不断更新数据块中的信息并判断迭代是否终止。例如，申请公布号为CN 105897628A、名称为“单载波均衡器及包含该单载波均衡器的接收机系统”的发明申请，公开了一种符号间隔迭代均衡方法，为对接收滤波器的输出信号进行符号间隔采样得到采样信号，利用迭代更新器对采样信号进行初次迭代后将迭代器的输出信号送回至迭代更新器，并利用信号判决器判断是否结束迭代，如此往复直至迭代更新器输出信号满足迭代终止条件。该方法能够在一定程度上提高通信系统接收端的误码率性能。但是在大多数实际系统中，由于滚降原因产生额外的带宽，以符号速率进行采样一般会产生频谱混叠，这些混叠的频谱可能会产生零点或者接近零点的频谱，如果符号间隔均衡器补偿这些零点将会放大该频率处的噪声，从而引起均衡性能下降，此外符号间隔均衡器的性能对定时相位误差非常敏感，导致接收端误码率性能差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出了一种基于分数间隔与迭代算法的单载波时域均衡方法，用于解决现有单载波时域均衡方法中存在的误码率性能差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：