[发明专利]联合均衡和干扰消除的超奈奎斯特系统符号估计方法

摘要

本发明公开了一种联合均衡和干扰消除的超奈奎斯特系统符号估计方法，其步骤为：获取输入符号；训练均衡器；判断均衡器训练次数是否小于均衡器阈值；计算均衡后符号；计算超奈奎斯特系统的干扰消除因子；第一次迭代消除码间干扰；通过迭代消除码间干扰；判断迭代次数是否小于估计阈值；获取最终的估计符号。本发明可用于消除超奈奎斯特系统中的码间干扰，进而估计发送符号，与现有技术方法相比，即使在较严重的码间干扰情况下本发明也可以使得超奈奎斯特系统具有更好的误比特率性能，而且本发明符号估计复杂度低，更具实用性。

主权项

1.一种联合均衡和干扰消除的超奈奎斯特系统符号估计方法，其特征在于，获取超奈奎斯特系统接收机匹配滤波器输出符号后进行一次均衡操作得到均衡后符号，对均衡后的符号通过迭代消除码间干扰，该方法的步骤包括如下：(1)获取输入符号：实时接收与超奈奎斯特系统发射机发送符号对应的接收机匹配滤波器输出的符号，将超奈奎斯特系统接收机匹配滤波器每个时刻输出的符号，作为用于符号估计的与发射机发送符号相对应的输入符号；(2)训练超奈奎斯特系统接收机均衡器：(2a)按照下式，计算超奈奎斯特系统接收机均衡器的误差值：e(k)＝[d(k)d(k‑1)...d(k‑ψ+1)]T‑YT(k)w*其中，e(k)表示第k个时刻超奈奎斯特系统接收机均衡器的误差值，k表示每个输入符号对应时刻的序号，d(k)表示第k个时刻的超奈奎斯特系统接收机均衡器的第θ个抽头中的符号所对应的已知发送信号，K表示超奈奎斯特系统接收机均衡器抽头系数的总数，其值为奇数，表示向上取整操作，ψ表示超奈奎斯特系统接收机均衡器的数据重用次数，T表示转置操作，Y(k)表示第k个时刻的维度为K×ψ的输入符号矩阵，y_k表示第k个时刻的输入符号，w表示超奈奎斯特系统接收机均衡器抽头系数的列向量，其初始值为零向量，*表示取共轭操作；(2b)按照下式，计算超奈奎斯特系统接收机均衡器抽头系数向量：其中，表示超奈奎斯特系统接收机均衡器抽头系数向量，μ表示超奈奎斯特系统接收机的步长，所述的步长是在(0,1)范围内选取的一个小数，H表示取共轭转置操作，γ表示在(0,1)范围内选取的一个常数，E表示维度为ψ×ψ的单位矩阵，()^‑1表示求逆操作；(2c)用超奈奎斯特系统接收机均衡器抽头系数向量中的每一个元素值更新本次均衡前的超奈奎斯特系统接收机均衡器抽头系数列向量w中对应位置的元素值；(3)判断超奈奎斯特系统接收机均衡器得当前训练次数是否小于均衡器阈值，若是，则将当前训练次数加1后执行步骤(2)，否则，完成均衡器的训练后执行步骤(4)；(4)用输入符号向量[y_k y_k‑1…y_k‑K+1]与超奈奎斯特系统接收机均衡器抽头系数列向量w的共轭向量相乘，得到对第k‑θ+1个时刻输入符号进行均衡后的符号(5)按照下式，计算超奈奎斯特系统的干扰消除因子：Gj＝gP+jτQ(h)其中，G_j表示超奈奎斯特系统中的第j个干扰消除因子，j表示干扰消除因子的序号，j的取值范围为表示向下取整操作，P表示超奈奎斯特系统中接收机匹配滤波器的所有时域响应系数的总数，τ表示超奈奎斯特系统加速因子，所述的加速因子是在(0,1)范围内选取的一个小数，Q表示超奈奎斯特系中统接收机匹配滤波器的下采样倍数，所述的下采样倍数是在[2,10]范围选取的一个整数，·表示相乘操作，g()表示自卷积操作，h表示根据超奈奎斯特系统中接收机匹配滤波器的时域响应系数总数P和滚降因子生成的超奈奎斯特系统接收机匹配滤波器的时域响应系数；(6)第一次迭代消除码间干扰：(6a)按照下式，计算第一次迭代时每个时刻输入符号中的码间干扰：其中，χ_k‑θ‑L+1表示第一次迭代时第k‑θ‑L+1个时刻输入符号中的码间干扰，由于要消除每一个符号中前后两侧符号所产生的码间干扰，每次迭代时计算的是当前输入符号之前符号中的码间干扰，L表示根据超奈奎斯特系统接收机匹配滤波器的时域响应系数的总数P设定的所有迭代过程中用于符号估计的单边符号长度，其取值范围为表示对第k‑θ‑2L+1个时刻的输入符号进行第一次迭代后的符号；(6b)用第k‑θ‑L+1个时刻的输入符号yk‑θ‑L+1减去第一次迭代时的码间干扰χk‑θ‑L+1，得到第一次迭代时消除码间干扰后的符号βk‑θ‑L+1；(6c)对第一次迭代后消除码间干扰的符号β_k‑θ‑L+1进行硬判决操作，得到对第k‑θ‑L+1个时刻的输入符号进行第一次迭代后的符号(7)通过迭代消除码间干扰：(7a)按照下式，计算当前迭代时输入符号中的码间干扰：其中，χ_{k‑θ‑cL+1}表示当前迭代时第k‑θ‑cL+1个时刻的输入符号中的码间干扰，c表示当前迭代的序号，表示对第k‑θ‑cL‑L+1个时刻的输入符号进行与当前迭代次数相同次迭代后的符号，表示对第k‑θ‑cL+2个时刻的输入符号进行比当前迭代次数少一次迭代后的符号；(7b)用第k‑θ‑cL+1个时刻的输入符号yk‑θ‑cL+1减去当前迭代时的码间干扰χk‑θ‑cL+1，消除码间干扰，得到当前迭代时第k‑θ‑cL+1个时刻的输入符号消除码间干扰后的符号βk‑θ‑cL+1；(7c)对当前迭代时第k‑θ‑cL+1个时刻的输入符号消除码间干扰后的符号β_{k‑θ‑cL+1}进行硬判决操作，得到对第k‑θ‑cL+1个时刻的输入符号进行当前迭代后的符号(8)判断当前迭代次数是否小于估计阈值，若是，则将当前迭代次数加1后执行步骤(7)，否则，已消除每个输入符号中的码间干扰，终止符号估计过程执行步骤(9)；(9)获取最终的估计符号：将终止迭代后的估计符号，作为与发射机发送符号相对应的估计符号，完成超奈奎斯特系统的符号估计过程。