[发明专利]频域均衡的方法及均衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字通信领域，具体而言，本发明涉及频域均衡的方法及均衡装置。

背景技术

数字通信系统中，由于多径传输、信道衰落等影响，在接收端会产生严重的ISI(Inter Symbol Interference，码间干扰)，增大误码率。为了克服码间干扰，提高通信系统的性能，在接收端需采用均衡技术。均衡是指对信道特性的均衡，即接收端的均衡器产生与信道特性相反的特性，用来减小或消除因信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。

在LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，通常均衡方法就是线性的ZF(Zero Force，迫零)均衡和MMSE(Minimum Mean Squared Error，最小均方误差)均衡。迫零均衡不产生码间干扰，但在频率选择性信道中，尤其是信道具有频域上的深衰落极点时，会使噪声增强，性能下降。基于最小均方误差准则的MMSE均衡可以看作是信道噪声与残留码间干扰的二者折中，在信道具有频域上的深衰落极点时性能优于迫零均衡。现在很多学者研究判决反馈均衡等非线性均衡器，判决反馈均衡可以进一步削减码间干扰，但是性能依赖于判决反馈滤波器的阶数和判决精度，但是精确地判决和多次反馈使复杂度大大提高，实现成本加大。不精确地判决会产生误判扩散，影响性能。下面是三种均衡器的简单介绍。

(1).ZF算法：

S^=H^*.R|H^|2,]]>

其中R为接收到的数据，H为信道估计模块估计出的传递函数，表示对H的估计值，运算符^*表示对矩阵的共轭转置。

(2).MMSE算法：

S^=H^*.R|H^|2+σn/σs,]]>

其中R为接收到的数据，H为信道估计模块估计出的传递函数，σ_n/σ_s是信噪比的倒数。

(3).判决反馈均衡算法

判决反馈均衡算法框图如图1所示，

R＝S.H+N

Y(n)＝F(n)R+B(n)S(n-1)

图1中R为接收到的数据，H为信道估计模块估计出的传递函数，F(n)是第n次迭代的前向滤波器传递函数，B(n)是第n次迭代的后向滤波器传递函数，S(n-1)是第n-1次迭代的均衡器输出，判决反馈均衡算法根据前向和后向滤波器的不同有很多种。

上述介绍的三种均衡算法具有以下特点：

ZF均衡优点为：复杂度最低、完全抑制码间干扰；

ZF均衡缺点为：具有深衰落极点的信道下会严重放大噪声。

MMSE均衡优点为：复杂度低、在放大噪声和残留码间干扰折中；

MMSE均衡缺点为：仍残留部分码间干扰。

判决反馈均衡优点为：在精确判决和多次反馈的情况下，性能比线性均衡强很多；