[发明专利]一种时变信道下二进制相移键控信号均衡处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种时变信道下二进制相移键控信号均衡处理方法及系统，所述方法包括：正交频分复用信号经过时变信道后，正交频分复用系统接收端接收到采样信号；将单个正交频分复用周期内接收到的采样信号转换为采样信号向量；对采样信号向量进行傅里叶变换后获取接收到的频域向量；根据频域向量的实部和虚部，构造接收向量；根据MMSE准则构造第一均衡矩阵，并对均衡矩阵进行奇异值分解得到第二均衡矩阵；将第二均衡矩阵右乘构造的接收向量，获得估计的频域发送向量。本发明考虑BPSK信号只有实值的先验信息，提高了信号检测的性能，计算复杂度也得到了较大幅度的降低，可以应用于高速铁路、低空飞行器等移动环境下，为用户提供高质量的通信服务。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种时变信道下二进制相移键控信号均衡处理方法及系统。

背景技术

在准静态无线信道下，由于正交频分复用，(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，简称OFDM)信号循环前缀(CP，Cyclic Prefix)长度大于或者等于无线信道的最大时延，低复杂度的单抽头均衡器即可有效消除OFDM符号间的串扰。然而当用户终端移动时，无线信道将会产生时变特性，这会破坏OFDM符号里各个子载波的正交特性，继而产生子载波间干扰(ICI，Inter Carrier Interference)，以致通信系统解调时带来严重的误码平台。

在时变信道下，为了克服或者缓解ICI对系统所造成的影响，现有大量文献都对OFDM信号均衡处理方法展开了研究。根据均衡器是否存在信息反馈，可以将这些方法分成线性均衡器及非线性均衡器两大类。在线性均衡器中，如最小二乘(LS，Least Squares)均衡器和最小均方误差(MMSE，Minimum Mean Square Error)均衡器，由于其结构简单、易于实现被应用到许多通信系统里。然而，线性均衡器并不能很好地利用时变信道所带来的时间分集增益，为了进一步提高系统解调后的性能，非线性均衡器相应地被提了出来，例如基于序贯检测的(MMSE-SD，MMSE with Successive Detection)均衡器。但是，当单个OFDM符号内的子载波个数较大时，如1024，其需要对大量的高维度矩阵进行求逆运算，使得接收端的计算负担过重，算法可行性较低。为了克服这个问题，最近Dogan等人在文章Low-complexity joint data detection and channel equalisation for highly mobileorthogonal frequency division multiplexing systems中提出利用空间交替广义期望最大(SAGE，Space Alternating Generalized Expectation-maximisation)算法来进行OFDM信号检测，该算法由于避免了对高维度矩阵的求逆运算，计算复杂度相对较低，而且其检测精度基本上与MMSE-SD算法一致。

在时变信道中，当人们需要较高的通信服务质量时，OFDM系统里一般采用低阶的映射方式，例如二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying，简称BPSK)，来保证信号转输的可靠性。但是以上的均衡算法在构造衡矩阵时均没有利用BPSK信号所具有的实值特性，使得接收端解调的性能不高，系统的频谱利用率较低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种时变信道下二进制相移键控信号均衡处理方法及系统，旨在解决现有技术中信号检测性能低的问题，从而保证信号转输的可靠性。传统的均衡算法在构造衡矩阵时均没有利用BPSK信号所具有的实值特性，使得接收端解调的性能不高，系统的频谱利用率较低。

本发明的技术方案如下：

一种时变信道下二进制相移键控信号均衡处理方法，其中，方法包括：

A、正交频分复用信号经过时变信道后，正交频分复用系统接收端接收到采样信号；