[发明专利]基于混合软信息的块迭代均衡器及双向块迭代均衡器

说明书

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种基于混合软信息的块迭代均衡器及双向块迭代均衡器，块迭代均衡器包括利用未估计符号对应的先验判决和已估计符号的后验判决来获取估计符号，每次利用未估计符号对应的先验判决和已估计符号的后验判决来获取估计符号时，计算预处理向量均值以及每个未知符号时使用固定的协方差矩阵；本发明当未知符号数量较大时，可以使用LC‑HBLE和Bi‑LC‑HBLE均衡器，避免较大的计算复杂度；当未知符号数量较小时，使用Bi‑HBLE和HBLE均衡器能够获得更好的性能。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种基于混合软信息的块迭代均衡器(hybrid soft information aided block linear equalizer，HBLE)及双向块迭代均衡器。

背景技术

块传输系统适用于时变和频率选择性衰落信道，信道衰落特性会严重影响通信系统质量。接收机中的信道均衡器可以减弱由信道时频色散造成的码间干扰的影响。迭代均衡是一种信道均衡器和信道译码器联合处理接收信号的技术。由于均衡器和译码器不断交换软信息，迭代均衡器可以极大改善通信系统性能。原始的迭代均衡器，信道均衡和译码都使用最大后验概率(maximum posteriori probability，MAP)算法。但是，基于MAP的均衡器算法复杂度随调制星座大小和信道长度呈指数增长。因此，基于横向滤波器的迭代均衡技术引起了极大兴趣。

基于MMSE准则，提出了一种利用先验信息的线性均衡器(linear equalizer，LE)。对于每个符号，LE的准确解决方案(Exact-MMSE-LE)都需要重新计算逆矩阵。为了降低计算复杂度，提出了一种利用时不变滤波向量的低复杂度方案，但是性能比时变滤波器稍差。为了进一步降低计算复杂度，利用对角近似来求滤波器系数。有文献提出了一种基于MMSE准则的判决反馈均衡器(decision feedback equalizer，DFE)，DFE假设已估计符号的硬判决是正确的，并且用来消除因果符号干扰。然而，误差传播会影响DFE均衡器的性能。提出了一种软判决反馈辅助的时域迭代均衡器，用来减轻DFE均衡器中的误差传播的影响。时域迭代均衡器利用比先验软判决更精确的后验软判决符号来消除因果ISI，并且假设判决符号和发射符号具有相同的统计特性。上述迭代均衡器都是通过滑动窗口方式来检测每个符号，通常只用了相邻的几个符号来减弱ISI的影响。还存在另外一种迭代均衡器，利用整个块符号来消除ISI。针对正交频分复用系统中的未知信道，也有文献提出一种基于约束最小方差滤波器设计的块迭代均衡器。针对单载波高频通信系统提出一种使用先验信息的块迭代均衡器，和Exact-MMSE-LE相比，BLE具有更快收敛速率，但是后者的计算复杂度更高。

然而，BLE仅仅利用了译码器提供的先验信息来消除ISI，在实际应用上，通过利用均衡器输出端的后验信息可以大大改善迭代均衡器的性能。有文献使用更加准确的后验判决来进行信道估计和均衡，极大提高了通信系统性能。针对水声通信系统，也有文献研究了利用后验软判决的自适应迭代均衡器，可以提高收敛速度。值得注意的是，同时使用先验信息和后验信息的BLE均衡器还没有得到研究。

发明内容

为了改进了块迭代均衡器的性能，本发明提出一种基于混合软信息的块迭代均衡器，所述均衡器利用符号序列中未估计符号对应的先验信息和已估计符号对应的后验信息计算滤波器向量，获取最终估计的符号序列。

进一步的，估计符号表示为：

其中，为滤波器标量；为均衡器的滤波器的滤波系数；z为预处理序列；H为信道相关矩阵；为均值向量，表示为为符号x_n-1的后验均值，为符号x_n的先验均值；h_n为信道矩阵的第n列向量。

进一步的，均衡器的滤波器向量表示为：

其中，为信道协方差矩阵的逆矩阵。