專利名稱：一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
正交幅度調(diào)制QAM是一種幅度、相位聯(lián)合調(diào)制技術(shù)，同時(shí)利用載波的幅度和相位來傳遞信息，廣泛用于數(shù)字通信。發(fā)射端的信號(hào)進(jìn)入信道后會(huì)受到影響，例如多徑干擾，需要使用均衡器來消除多徑干擾；由于接收端和發(fā)送端的時(shí)鐘頻率不同等原因使接收端的載波頻率與發(fā)送端的本地載波的頻率有偏差，會(huì)使接收端的信號(hào)存在殘留的載波頻率偏差信號(hào)；為了準(zhǔn)確的獲得發(fā)送端發(fā)送的原始信號(hào)，需要消除多徑干擾和載波的頻率偏移信號(hào)。
現(xiàn)有技術(shù)中在接收端使用均衡器消除多徑干擾，使用載波同步電路消除載波的頻率偏移，其聯(lián)合示意圖如圖1所示。所以為了準(zhǔn)確的獲得發(fā)送端發(fā)送的原始信號(hào)，接收端的均衡器和載波同步電路的算法的選擇是非常重要的，現(xiàn)有技術(shù)中有兩種實(shí)現(xiàn)方案。一種是均衡器采用盲均衡算法，載波同步電路采用盲捕獲算法，此方法能捕獲的載波的頻偏范圍比較大，其能捕獲的頻偏高達(dá)符號(hào)率的5％，但是均衡器輸出的錯(cuò)誤信號(hào)比較多，載波同步電路輸出的估計(jì)頻偏的誤差比較大，此算法開始時(shí)載波同步電路不工作，在均衡器工作一段時(shí)間收斂后，載波同步電路開始工作用于捕獲頻偏，較好的消除載波頻偏，其輸出信號(hào)為Zn，采用判決器對Zn進(jìn)行估計(jì)，得到估計(jì)信號(hào) ，因?yàn)榫馄鞯拿げ东@算法只與均衡器輸入信號(hào)Xn有關(guān)，與估計(jì)信號(hào) 無關(guān)，所以不能在消除載波頻偏后的Zn的估計(jì)信號(hào) 的基礎(chǔ)上更好的消除多徑干擾，從而載波同步電路和均衡器的聯(lián)合效果就不能更準(zhǔn)確的獲得 所以誤碼率比較大，比較 與發(fā)射端原始信號(hào)，若不同就是誤碼，誤碼率是總的誤碼數(shù)與總的傳輸?shù)姆?hào)數(shù)的比值。另一種是均衡器采用符號(hào)判決輔助LMS算法，載波同步電路采用符號(hào)估計(jì)輔助算法，載波同步電路獲得的估計(jì)頻偏的誤差比較小，但能捕獲的載波的頻偏范圍也很小，其不高于符號(hào)率的1％，這是因?yàn)?，均衡器和載波同步電路需要一個(gè)過程才能達(dá)到均衡收斂和載波跟蹤的穩(wěn)定狀態(tài)，在大頻偏的情況下，在開始工作時(shí)，未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前，均衡器和載波同步電路的工作使判決器輸出的 的錯(cuò)誤符號(hào)很多，載波同步電路采用符號(hào)估計(jì)輔助算法時(shí)估計(jì)出的頻偏的誤差就很大，導(dǎo)致輸出的 錯(cuò)誤更多，均衡器在錯(cuò)誤符號(hào)的基礎(chǔ)上采用符號(hào)判決輔助LMS算法也會(huì)得到大量的錯(cuò)誤輸出符號(hào)，甚至導(dǎo)致錯(cuò)誤擴(kuò)散，導(dǎo)致均衡器不能收斂，不能進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供消除多徑干擾及載波頻偏的方法及系統(tǒng)，能達(dá)到消除較大范圍的載波頻偏和輸出較小的誤碼率的目的。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法，該方法包括A、均衡器采用盲均衡算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號(hào)收斂；B、在獲知均衡器收斂后，對來自均衡器的信號(hào)采用盲捕獲算法捕獲載波相位偏差；C、在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，生成第一信號(hào)，向判決器發(fā)送所述第一信號(hào)，并向均衡器反饋所述載波相位偏差，判決器對所述第一信號(hào)進(jìn)行判決，生成第二信號(hào)并反饋到均衡器；D、在鎖定載波相位偏差后，均衡器根據(jù)所述第二信號(hào)和所述載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)，對來自均衡器的所述第三信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號(hào)，向判決器發(fā)送所述第四信號(hào)，判決器對所述第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)。
優(yōu)選的，在步驟A中均衡器對輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)值達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值N時(shí)，均衡器收斂，生成第一通知信號(hào)；所述獲知均衡器收斂具體為收到來自均衡器的第一通知信號(hào)。
優(yōu)選的，所述的數(shù)值N為10000。
優(yōu)選的，步驟B還包括分別以AccquCount個(gè)AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，預(yù)設(shè)的鎖定置信度加一預(yù)定值，否則，預(yù)設(shè)的鎖定置信度減一預(yù)定值，當(dāng)鎖定置信度大于預(yù)設(shè)的數(shù)值A(chǔ)ccThres時(shí)，確定捕獲載波相位偏差，生成第二通知信號(hào)；步驟C中所述在捕獲載波相位偏差后具體為接收到第二通知信號(hào)后；所述AccquFreq為采用盲捕獲算法得到的誤差數(shù)值的倍數(shù)的累加值，所述AccquCount為預(yù)設(shè)的數(shù)值。
優(yōu)選的，步驟C還包括分別以AccquCount個(gè)AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)定的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，鎖定置信度加一預(yù)定值，否則，鎖定置信度減一預(yù)定值，當(dāng)鎖定置信度大于預(yù)設(shè)的數(shù)值TrackThres時(shí)，確定鎖定載波相位偏差，生成第三通知信號(hào)并發(fā)送到均衡器；步驟D中所述在鎖定載波相位偏差后具體為接收到第三通知信號(hào)后；所述AccquFreq為采用符號(hào)估計(jì)輔助算法得到的誤差數(shù)值的倍數(shù)的累加值。
優(yōu)選的，所述判決器對所述第一信號(hào)進(jìn)行判決，生成第二信號(hào)并反饋到所述均衡器具體為所述判決器根據(jù)第一信號(hào)在其QAM星座圖上尋找與第一信號(hào)距離最近的點(diǎn)作為第二信號(hào)，將所述第二信號(hào)反饋到所述均衡器；所述判決器對所述第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)具體為所述判決器根據(jù)第四信號(hào)在其QAM星座圖上尋找與第四信號(hào)距離最近的點(diǎn)作為消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)，輸出所述消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)。
一種消除多徑干擾及載波頻偏的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括均衡器、載波同步電路和判決器，其中，均衡器，用于采用盲均衡算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號(hào)收斂；在獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器的第二信號(hào)和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)發(fā)送到載波同步電路；載波同步電路，用于在獲知均衡器收斂后，采用盲捕獲算法對來自均衡器的信號(hào)捕獲載波相位偏差；在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，并生成第一信號(hào)，向判決器發(fā)送所述第一信號(hào)，并向均衡器反饋所述載波相位偏差；在鎖定載波相位偏差后，對來自均衡器的所述第三信號(hào)繼續(xù)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號(hào)并發(fā)送到判決器；判決器，用于對來自載波同步電路的所述第一信號(hào)進(jìn)行判決，生成第二信號(hào)并反饋到均衡器；用于對來自載波同步電路的所述第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾和載波頻偏的信號(hào)。
優(yōu)選的，均衡器包括信號(hào)處理單元和均衡器控制單元，其中，信號(hào)處理單元，用于采用盲均衡算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第一結(jié)果信號(hào)；在獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器的第二信號(hào)和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)，向載波同步電路發(fā)送所述第三信號(hào)；均衡器控制單元，用于對信號(hào)處理單元接收的輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)值達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值N時(shí)，均衡器收斂，向載波同步電路發(fā)送第一通知信號(hào)。
優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括控制電路控制電路，用于分別以AccquCount個(gè)來自載波同步電路的第一AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，預(yù)設(shè)的鎖定置信度加一預(yù)定值，否則，預(yù)設(shè)的鎖定置信度減一預(yù)定值，當(dāng)鎖定置信度大于預(yù)設(shè)的數(shù)值A(chǔ)ccThres時(shí)，確定載波同步電路捕獲載波相位偏差，向載波同步電路發(fā)送第二通知信號(hào)；所述載波同步電路包括相位誤差檢測器、環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器、相位旋轉(zhuǎn)器；相位誤差檢測器，用于在收到均衡器控制單元發(fā)送的第一通知信號(hào)后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器的第一信號(hào)采用盲捕獲算法得到第一誤差信號(hào)，在收到控制電路發(fā)送的第二通知信號(hào)后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器的第一信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法得到第二誤差信號(hào)；環(huán)路濾波器，用于對相位誤差檢測器輸出的第一誤差信號(hào)進(jìn)行濾波，向控制電路輸出累加數(shù)值第一AccquFreq，所述第一AccquFreq為所述第一誤差信號(hào)的倍數(shù)的累加值；數(shù)控振蕩器，用于將環(huán)路濾波器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成載波相位偏差，向均衡器反饋所述載波相位偏差信號(hào)；相位旋轉(zhuǎn)器，用于將來自數(shù)控振蕩器的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)，所述相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)與來自均衡器的第一結(jié)果信號(hào)相乘，消除所述第一結(jié)果信號(hào)的載波頻偏，輸出第一信號(hào)到相位誤差檢測器和判決器。
優(yōu)選的，控制電路，還用于分別以AccquCount個(gè)來自載波同步電路的第二AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，鎖定置信度加一預(yù)定值，否則，鎖定置信度減一預(yù)定值，當(dāng)鎖定的置信度大于預(yù)設(shè)的TrackThres時(shí)，確定載波同步電路鎖定載波相位偏差，控制電路向均衡器發(fā)送第三通知信號(hào)；所述信號(hào)處理單元獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差具體為信號(hào)處理單元收到來自控制電路的第三通知信號(hào)；環(huán)路濾波器，用于對相位誤差檢測器輸出的第二誤差信號(hào)進(jìn)行濾波，向控制電路輸出累加數(shù)值第二AccquFreq，所述第二AccquFreq為所述第二誤差信號(hào)的倍數(shù)的累加值；相位旋轉(zhuǎn)器，用于將來自數(shù)控振蕩器的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)，所述相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)與來自均衡器的第三信號(hào)相乘，消除所述第三信號(hào)的載波頻偏，生成第四信號(hào)并發(fā)送到判決器。
以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明中的載波同步電路在開始工作階段采用盲捕獲算法可以捕獲高達(dá)符號(hào)率5％的頻偏，在載波頻偏捕獲后，載波同步電路采用符號(hào)估計(jì)輔助算法鎖定頻偏，輸出已基本消除載波頻偏的信號(hào)第一信號(hào)，判決器對第一信號(hào)進(jìn)行判決得到第二信號(hào)，此時(shí)的第二信號(hào)是比較準(zhǔn)確的，均衡器采用符號(hào)判決輔助LMS算法利用比較準(zhǔn)確的第二信號(hào)來消除輸入信號(hào)的多徑干擾信號(hào)，獲取主徑信號(hào)，生成第三信號(hào)并發(fā)送到載波同步電路，載波同步電路對第三信號(hào)繼續(xù)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號(hào)并發(fā)送到判決器，判決器對第四信號(hào)進(jìn)行判決，生成消除多徑干擾和載波頻偏的信號(hào)，因此，該最終輸出的消除多徑干擾和載波頻偏的信號(hào)的誤碼率比較小。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)消除多徑干擾和載波頻偏的電路連接圖；圖2為本發(fā)明所提供的原理圖；圖3為本發(fā)明所提供的流程圖；圖4為本發(fā)明所提供的載波同步電路的原理圖；圖5為本發(fā)明所提供的32QAM星座圖；圖6為本發(fā)明所提供的環(huán)路濾波電路和數(shù)控振蕩器電路圖；圖7為本發(fā)明所提供的系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法，其核心在于A、均衡器采用盲均衡算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號(hào)收斂；B、在獲知均衡器收斂后，對來自均衡器的信號(hào)采用盲捕獲算法捕獲載波相位偏差；C、在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，生成第一信號(hào)，向判決器發(fā)送所述第一信號(hào)，并向均衡器反饋所述載波相位偏差，判決器對所述第一信號(hào)進(jìn)行判決，生成第二信號(hào)并反饋到均衡器；D、在鎖定載波相位偏差后，均衡器根據(jù)所述第二信號(hào)和所述載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)，對來自均衡器的所述第三信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號(hào)，向判決器發(fā)送所述第四信號(hào)，判決器對所述第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)。同時(shí)，本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)，為使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明所提供的原理圖如圖2所示，為便于理解將均衡器分為均衡器誤差處理器和均衡器信號(hào)處理器兩部分，Xn為帶有多徑干擾和載波頻偏的輸入信號(hào)，均衡器消除輸入信號(hào)Xn的多徑干擾，產(chǎn)生信號(hào)Yn，并發(fā)送到載波同步電路，載波同步電路對接收到的Yn消除載波頻偏，產(chǎn)生信號(hào)Zn，判決電路對Zn進(jìn)行判決得到判決結(jié)果信號(hào) ，即QAM星座圖中最接近Zn的符號(hào)，圖中的φn是載波相位偏差的估計(jì)，e(n)是均衡器的誤差信號(hào)。
下面參照圖2，并結(jié)合圖3詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明包括步驟301、均衡器采用盲均衡算法對輸入信號(hào)初步消除多徑干擾，并根據(jù)輸入信號(hào)收斂；此步驟中載波同步電路不工作，輸入直通到輸出，即Zn＝Y(jié)n；如圖2所示，此時(shí)均衡器的誤差信號(hào)e(n)為eblind(n)，計(jì)算如下eblind(n)＝[R2-|Yn|2]YnR2＝E{|S|4}/E{|S|2}這里S是QAM信號(hào)的幅值，R2對不同的QAM是不同的數(shù)，E(x)是x的均值。
均衡器的抽頭系數(shù)更新計(jì)算如下hn+1=hn+δblindeblind(n)Xn*]]>這里hn是nT時(shí)刻的抽頭系數(shù)，Xn*是Xn的共軛，δblind是盲均衡步長。
其中，0<δblind<30(|E(x′n)|2)-1200]]>其中，xn′是通過仿真等手段產(chǎn)生的發(fā)射端原始信號(hào)的估計(jì)信號(hào)。
均衡器的輸出公式為Yn＝Xn*hn其中，*為卷積符號(hào)；在盲均衡捕獲階段初始時(shí)，Yn為0，計(jì)算求得eblind(n)，進(jìn)而求得下一時(shí)刻的Yn。此階段采用計(jì)數(shù)方式對輸入信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)均衡器接收BlindCount個(gè)輸入信號(hào)時(shí)，認(rèn)為均衡器收斂，均衡器向載波同步電路發(fā)送第一通知信號(hào)，執(zhí)行下一步，這里的BlindCount是預(yù)先設(shè)定的值，可以為10000。
步驟302、均衡器繼續(xù)采用盲均衡算法消除多徑干擾，載波同步電路獲知均衡器收斂后，開始工作，進(jìn)入捕獲階段，對接收到的來自均衡器的信號(hào)采用盲捕獲算法初步捕獲載波相位偏差，初步消除載波的頻偏；圖4為是載波同步電路的原理圖。載波同步電路由相位誤差檢測器PED，2階環(huán)路濾波器LF，數(shù)控振蕩器NCO和相位旋轉(zhuǎn)器PR四部分組成。
PR的作用是對輸入信號(hào)乘以旋轉(zhuǎn)因子e-j(φn)，即Zn=Yne-jφn;]]>在載波捕獲階段，均衡器輸出的Yn經(jīng)PR旋轉(zhuǎn)后得到Zn，Zn經(jīng)判決得到 與發(fā)射端發(fā)射的原始符號(hào)相比有很大的誤差，由于小幅度信號(hào)Zn的信噪比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大幅度信號(hào)的信噪比，所以在捕獲階段PED只對幅度大于某一門限值的Zn估計(jì)其載波相位偏差，而對幅度小于該門限的信號(hào)，將載波相位偏差估計(jì)設(shè)為零。盲捕獲載波相位偏差估計(jì)算法如下if|zn|2＜thresholdPEDout＝0if|zn|2≥thresholdPEDout＝(yn*sign(xn)-xn*sign(yn))
這里Zn＝xn+jyn，sign(x)=1if x≥0-1if x<0]]>其中，threshold是根據(jù)QAM星座圖選擇的，圖5為32QAM星座圖，threshold的選擇使得星座圖邊角上的8個(gè)點(diǎn)可進(jìn)行PED運(yùn)算，對于其他點(diǎn)，threshold的選擇使它們的PEDout值為0，同理，對于128QAM，threshold的選擇使得星座圖邊角上的8個(gè)點(diǎn)進(jìn)行PED運(yùn)算，而對于16QAM、64QAM和256QAM，threshold的選擇使得星座圖邊角上的4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行PED運(yùn)算。
圖6為環(huán)路濾波器LF和數(shù)控振蕩器NCO的電路圖，PEDout作為LF的輸入，LF中的KI和KP都為常數(shù)，LF的輸出為en；en＝PEDoutn×KP+AccquFreqn+PEDoutn×KI其中，AccquFreqn＝AccquFreqn-1+PEDoutn-1×KI其中，AccquFreq初始值為0；NCO的作用是使誤差值en變成載波相位偏差φn，公式如下φn＝(φn-1+en)mod(2π)因?yàn)轭l率wn＝φn×t，所以獲得了相位差即獲得了頻率偏差；該捕獲階段的實(shí)現(xiàn)過程為開始時(shí)，φn為0，Z0＝Y(jié)0，在經(jīng)過PED、LF和NCO后，得到φ1， 此時(shí)對Y1修正部分頻偏，Z1是已經(jīng)修正部分頻偏的信號(hào)，PED對Z1進(jìn)行檢測輸出PEDout1，經(jīng)過LF后輸出的e1，此e1是對PEDout1作低通濾波得到的，進(jìn)而使得到的φn進(jìn)一步接近載波相位偏差估計(jì)，所以隨著載波頻偏的不斷修正，Zn的頻偏逐漸得到糾正，因此，en越來越趨向一個(gè)恒定值，即認(rèn)為已經(jīng)捕獲到載波頻偏。
為了較準(zhǔn)確的判斷何時(shí)初步捕獲到載波頻偏，在LF中積分支路設(shè)置輸出AccquFreq，所述AccquFreq值為載波同步電路采用盲捕獲算法得到的誤差信號(hào)的倍數(shù)，該信號(hào)輸入到控制電路，如圖5所示，控制電路對收到的AccquCount個(gè)AccquFreq進(jìn)行累加，將累加結(jié)果賦給AddAccquFreq，同樣對接著收到的AccquCount個(gè)AccquFreq進(jìn)行累加，并將該累加結(jié)果與AddAccquFreq求差的絕對值，同理，控制電路分別以AccquCount個(gè)AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對其相鄰的兩個(gè)累加結(jié)果值求差的絕對值，當(dāng)該絕對值小于預(yù)定的AccquThreshold，預(yù)設(shè)的鎖定置信度LockCredit加一，否則，預(yù)設(shè)的鎖定置信度LockCredit減一，AccquThreshold為一個(gè)經(jīng)過試驗(yàn)得到的門限值，可以為0.1，控制電路的累加結(jié)果是一個(gè)類似充電電容曲線的曲線圖，因?yàn)殡S著載波頻偏的不斷糾正，累加結(jié)果值趨向于平滑；當(dāng)判斷LockCredit大于預(yù)定的AccThres時(shí)，控制電路認(rèn)為載波同步電路已經(jīng)捕獲到載波頻偏，向載波同步電路發(fā)送第二通知信號(hào)，進(jìn)行下一個(gè)步驟，AccThres可以預(yù)定為400。
步驟303、載波同步電路在捕獲載波相位偏差后，載波同步電路進(jìn)入跟蹤階段，對來自均衡器的信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，目的是更準(zhǔn)確的捕獲載波相位偏差和載波頻偏，降低估計(jì)載波頻偏的誤差，鎖定載波相位偏差，向均衡器反饋載波相位偏差，生成第一信號(hào)，并將第一信號(hào)發(fā)送到判決器，判決器對第一信號(hào)進(jìn)行判決，生成第二信號(hào)反饋到均衡器，此步驟中均衡器是一直采用盲捕獲算法消除多徑干擾；符號(hào)估計(jì)輔助跟蹤算法為PEDout=Im{Zn/Z^n}]]>其中，Im(x)表示變量x的虛部， 是QAM星座圖中距離上最接近Zn的符號(hào)。
其他公式與步驟302中的公式相同；此步驟中控制電路繼續(xù)接收AccquFreq的值，所述AccquFreq值為載波同步電路采用符號(hào)估計(jì)輔助算法得到的誤差信號(hào)的倍數(shù)，其算法與步驟302中的算法相同，判斷LockCredit的值，當(dāng)LockCredit大于預(yù)定的TrackThres時(shí)，載波同步電路鎖定載波相位偏差，控制電路向均衡器發(fā)送第三通知信號(hào)，均衡器收到第三通知信號(hào)后，進(jìn)行下一步驟304，TrackThres是預(yù)先設(shè)定好的數(shù)值，可以為600。
其中，步驟301-步驟303的過程中判決器是一直在工作的，步驟302-步驟303的過程中載波同步電路一直將載波相位偏差φn發(fā)送給均衡器。
步驟304、在載波頻偏和載波相位偏差被鎖定后，均衡器根據(jù)來自判決器的第二信號(hào)和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)，載波同步電路繼續(xù)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法對來自均衡器的第三信號(hào)修正載波相位偏差，生成第四信號(hào)，判決器對第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾和載波頻偏的信號(hào)。
此時(shí)均衡器的誤差信號(hào)e(n)為eLMS(n)；eLMS(n)=Z^nejφn-Yn]]>前饋系數(shù)更新計(jì)算為hfn+1=hfn+δLMSeLMS(n)Xn*]]>這里hfn是nT時(shí)刻的前饋抽頭系數(shù)，δLMS是均衡步長，δLMS的選擇為0<δLMS<13Tr(R)]]>其中R是輸入信號(hào)Xn的自相關(guān)矩陣，Tr()是該矩陣的求跡運(yùn)算；反饋系數(shù)更新計(jì)算如下hbn+1=hbn+δLMSeLMS(n)Z^n*e-jφn]]>這里hbn是nT時(shí)刻的反饋抽頭系數(shù)，δLMS是均衡步長；采用符號(hào)判決輔助LMS算法的均衡器輸出Yn=Xn*hfn+Z^nejφn*hbn]]>
步驟304中判決器是一直在工作的，載波同步電路一直將載波相位偏差φn發(fā)送給均衡器。
在步驟301中，不用符號(hào)判決輔助LMS算法而使用盲均衡算法是因?yàn)榉?hào)判決輔助LMS算法是需要符號(hào)判決 來輔助完成的，但本來在均衡器和載波同步電路開始工作的初始階段，符號(hào)判決 有大量的錯(cuò)誤，將 用于符號(hào)判決輔助LMS算法會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤擴(kuò)散，甚至不能收斂，所以使用盲均衡算法，而且可以看到盲均衡算法eblind(n)與信號(hào)中的相位沒有關(guān)系，輸入信號(hào)即使存在很大的載波頻偏也不影響盲均衡算法的工作，此時(shí)載波同步電路不工作等待均衡器收斂。
在步驟302中，載波同步電路開始工作時(shí)使用盲捕獲算法而不使用符號(hào)估計(jì)輔助算法是因?yàn)槊げ东@算法可以捕獲較大的頻偏，其能捕獲的頻偏高達(dá)符號(hào)率的5％，而符號(hào)估計(jì)輔助算法僅能捕獲較小的頻偏，一般頻偏僅到符號(hào)率的1％。
在步驟303中，載波同步電路使用符號(hào)估計(jì)輔助算法而不使用盲捕獲算法是因?yàn)椴襟E302中載波同步電路已經(jīng)基本消除大的頻偏，且符號(hào)估計(jì)輔助算法輸出的頻偏估計(jì)誤差要比盲捕獲算法輸出的頻偏估計(jì)誤差小，更能準(zhǔn)確的捕獲頻偏。
在步驟304中，載波同步電路使用符號(hào)估計(jì)輔助算法，均衡器使用符號(hào)判決輔助LMS算法是因?yàn)榻?jīng)過步驟303后，載波同步電路的輸出Zn是已經(jīng)基本消除頻偏的信號(hào)，從而判決信號(hào) 比較準(zhǔn)確，所以均衡器能在得到 信息的基礎(chǔ)上更好的消除多徑信號(hào)，捕獲輸入信號(hào)的主徑信號(hào)，使得誤碼率更小。
一種消除多徑干擾及載波頻偏的系統(tǒng)，如圖7所示，該系統(tǒng)包括均衡器70、載波同步電路80、控制電路90和判決器100，其中，均衡器70包括信號(hào)處理單元701和均衡器控制單元702；信號(hào)處理單元701，用于采用盲均衡算法對輸入信號(hào)消除多徑干擾，向載波同步電路80發(fā)送第一結(jié)果信號(hào)；在獲知載波同步電路80鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器100的第二信號(hào)和來自載波同步電路80的載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)并向載波同步電路80發(fā)送所述第三信號(hào)；均衡器控制單元702，用于對信號(hào)處理單元701接收的輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)值達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值N時(shí)，均衡器收斂，生成第一通知信號(hào)，并向載波同步電路80發(fā)送所述第一通知信號(hào)；載波同步電路80包括相位旋轉(zhuǎn)器801、相位誤差檢測器802、環(huán)路濾波器803和數(shù)控振蕩器804；相位旋轉(zhuǎn)器801，用于將數(shù)控振蕩器804輸出的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)，所述相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)與來自信號(hào)處理單元701的第一結(jié)果信號(hào)相乘，消除所述第一結(jié)果信號(hào)的載波頻偏，生成第一信號(hào)并發(fā)送到判決器100和相位誤差檢測器802；用于將數(shù)控振蕩器804輸出的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)，所述相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)與來自信號(hào)處理單元701的第三信號(hào)相乘，消除所述第三信號(hào)的載波頻偏，生成第四信號(hào)并發(fā)送到判決器100；相位誤差檢測器802，用于在收到來自均衡器控制單元702的第一通知信號(hào)后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器801的第一信號(hào)采用盲捕獲算法得到第一誤差信號(hào)，在收到控制電路90發(fā)送的第二通知信號(hào)后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器801的第一信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法得到第二誤差信號(hào)；環(huán)路濾波器803，用于對相位誤差檢測器802輸出的第一誤差信號(hào)進(jìn)行濾波，向控制電路90輸出累加數(shù)值第一AccquFreq，所述第一AccquFreq為所述第一誤差信號(hào)的倍數(shù)的累加值；用于對相位誤差檢測器802輸出的第二誤差信號(hào)進(jìn)行濾波，向控制電路90輸出累加數(shù)值第二AccquFreq，所述第二AccquFreq為所述第二誤差信號(hào)的倍數(shù)的累加值；數(shù)控振蕩器804，用于將環(huán)路濾波器803的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成載波相位偏差，向信號(hào)處理單元701反饋所述載波相位偏差信號(hào)；控制電路90，用于分別以連續(xù)接收的AccquCount個(gè)第一AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)定的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，預(yù)設(shè)的鎖定置信度加一，否則，預(yù)設(shè)的鎖定置信度減一，當(dāng)鎖定置信度大于預(yù)定的數(shù)值A(chǔ)ccThres時(shí)，確定載波同步電路80捕獲載波相位偏差，生成第二通知信號(hào)，向相位誤差檢測器802發(fā)送所述第二通知信號(hào)；用于分別以連續(xù)接收的AccquCount個(gè)第二AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)定的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，鎖定置信度加一，否則，鎖定置信度減一，當(dāng)鎖定的置信度大于預(yù)定的TrackThres時(shí)，生成第三通知信號(hào)，并向信號(hào)處理單元701發(fā)送所述第三通知信號(hào)；判決器100，用于對來自相位旋轉(zhuǎn)器801的第一信號(hào)進(jìn)行判決，獲取該信號(hào)在QAM星座圖上距離最近的點(diǎn)，生成第二信號(hào)并反饋到均衡器的信號(hào)處理單元701；用于對來自相位旋轉(zhuǎn)器801的第四信號(hào)進(jìn)行判決，獲取該信號(hào)在QAM星座圖上距離最近的點(diǎn)，輸出消除多徑干擾和載波頻偏的信號(hào)。
以上對本發(fā)明所提供的一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法，其特征在于，該方法包括A、均衡器采用盲均衡算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號(hào)收斂；B、在獲知均衡器收斂后，對來自均衡器的信號(hào)采用盲捕獲算法捕獲載波相位偏差；C、在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，生成第一信號(hào)，向判決器發(fā)送所述第一信號(hào)，并向均衡器反饋所述載波相位偏差，判決器對所述第一信號(hào)進(jìn)行判決，生成第二信號(hào)并反饋到均衡器；D、在鎖定載波相位偏差后，均衡器根據(jù)所述第二信號(hào)和所述載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)，對來自均衡器的所述第三信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號(hào)，向判決器發(fā)送所述第四信號(hào)，判決器對所述第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟A中均衡器對輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)值達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值N時(shí)，均衡器收斂，生成第一通知信號(hào)；所述獲知均衡器收斂具體為收到來自均衡器的第一通知信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的數(shù)值N為10000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于步驟B還包括分別以AccquCount個(gè)AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，預(yù)設(shè)的鎖定置信度加一預(yù)定值，否則，預(yù)設(shè)的鎖定置信度減一預(yù)定值，當(dāng)鎖定置信度大于預(yù)設(shè)的數(shù)值A(chǔ)ccThres時(shí)，確定捕獲載波相位偏差，生成第二通知信號(hào)；步驟C中所述在捕獲載波相位偏差后具體為接收到第二通知信號(hào)后；所述AccquFreq為采用盲捕獲算法得到的誤差數(shù)值的倍數(shù)的累加值，所述AccquCount為預(yù)設(shè)的數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟C還包括分別以AccquCount個(gè)AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)定的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，鎖定置信度加一預(yù)定值，否則，鎖定置信度減一預(yù)定值，當(dāng)鎖定置信度大于預(yù)設(shè)的數(shù)值TrackThres時(shí)，確定鎖定載波相位偏差，生成第三通知信號(hào)并發(fā)送到均衡器；步驟D中所述在鎖定載波相位偏差后具體為接收到第三通知信號(hào)后；所述AccquFreq為采用符號(hào)估計(jì)輔助算法得到的誤差數(shù)值的倍數(shù)的累加值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述判決器對所述第一信號(hào)進(jìn)行判決，生成第二信號(hào)并反饋到所述均衡器具體為所述判決器根據(jù)第一信號(hào)在其QAM星座圖上尋找與第一信號(hào)距離最近的點(diǎn)作為第二信號(hào)，將所述第二信號(hào)反饋到所述均衡器；所述判決器對所述第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)具體為所述判決器根據(jù)第四信號(hào)在其QAM星座圖上尋找與第四信號(hào)距離最近的點(diǎn)作為消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)，輸出所述消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)。
7.一種消除多徑干擾及載波頻偏的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括均衡器、載波同步電路和判決器，其中，均衡器，用于采用盲均衡算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，并根據(jù)輸入信號(hào)收斂；在獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器的第二信號(hào)和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)發(fā)送到載波同步電路；載波同步電路，用于在獲知均衡器收斂后，采用盲捕獲算法對來自均衡器的信號(hào)捕獲載波相位偏差；在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，鎖定載波相位偏差，并生成第一信號(hào)，向判決器發(fā)送所述第一信號(hào)，并向均衡器反饋所述載波相位偏差；在鎖定載波相位偏差后，對來自均衡器的所述第三信號(hào)繼續(xù)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號(hào)并發(fā)送到判決器；判決器，用于對來自載波同步電路的所述第一信號(hào)進(jìn)行判決，生成第二信號(hào)并反饋到均衡器；用于對來自載波同步電路的所述第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾和載波頻偏的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，均衡器包括信號(hào)處理單元和均衡器控制單元，其中，信號(hào)處理單元，用于采用盲均衡算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第一結(jié)果信號(hào)；在獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差后，根據(jù)來自判決器的第二信號(hào)和來自載波同步電路的載波相位偏差采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)，向載波同步電路發(fā)送所述第三信號(hào)；均衡器控制單元，用于對信號(hào)處理單元接收的輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)值達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值N時(shí)，均衡器收斂，向載波同步電路發(fā)送第一通知信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括控制電路控制電路，用于分別以AccquCount個(gè)來自載波同步電路的第一AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，預(yù)設(shè)的鎖定置信度加一預(yù)定值，否則，預(yù)設(shè)的鎖定置信度減一預(yù)定值，當(dāng)鎖定置信度大于預(yù)設(shè)的數(shù)值A(chǔ)ccThres時(shí)，確定載波同步電路捕獲載波相位偏差，向載波同步電路發(fā)送第二通知信號(hào)；所述載波同步電路包括相位誤差檢測器、環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器、相位旋轉(zhuǎn)器；相位誤差檢測器，用于在收到均衡器控制單元發(fā)送的第一通知信號(hào)后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器的第一信號(hào)采用盲捕獲算法得到第一誤差信號(hào)，在收到控制電路發(fā)送的第二通知信號(hào)后，對來自相位旋轉(zhuǎn)器的第一信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法得到第二誤差信號(hào)；環(huán)路濾波器，用于對相位誤差檢測器輸出的第一誤差信號(hào)進(jìn)行濾波，向控制電路輸出累加數(shù)值第一AccquFreq，所述第一AccquFreq為所述第一誤差信號(hào)的倍數(shù)的累加值；數(shù)控振蕩器，用于將環(huán)路濾波器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成載波相位偏差，向均衡器反饋所述載波相位偏差信號(hào)；相位旋轉(zhuǎn)器，用于將來自數(shù)控振蕩器的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)，所述相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)與來自均衡器的第一結(jié)果信號(hào)相乘，消除所述第一結(jié)果信號(hào)的載波頻偏，輸出第一信號(hào)到相位誤差檢測器和判決器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制電路，還用于分別以AccquCount個(gè)來自載波同步電路的第二AccquFreq為一組進(jìn)行累加運(yùn)算，并對相鄰兩個(gè)累加結(jié)果求差，對所述差求絕對值，當(dāng)所述絕對值小于預(yù)設(shè)的門限值A(chǔ)ccquThreshold時(shí)，鎖定置信度加一預(yù)定值，否則，鎖定置信度減一預(yù)定值，當(dāng)鎖定的置信度大于預(yù)設(shè)的TrackThres時(shí)，確定載波同步電路鎖定載波相位偏差，控制電路向均衡器發(fā)送第三通知信號(hào)；所述信號(hào)處理單元獲知載波同步電路鎖定載波相位偏差具體為信號(hào)處理單元收到來自控制電路的第三通知信號(hào)；環(huán)路濾波器，用于對相位誤差檢測器輸出的第二誤差信號(hào)進(jìn)行濾波，向控制電路輸出累加數(shù)值第二AccquFreq，所述第二AccquFreq為所述第二誤差信號(hào)的倍數(shù)的累加值；相位旋轉(zhuǎn)器，用于將來自數(shù)控振蕩器的載波相位偏差轉(zhuǎn)換成相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)，所述相位旋轉(zhuǎn)信號(hào)與來自均衡器的第三信號(hào)相乘，消除所述第三信號(hào)的載波頻偏，生成第四信號(hào)并發(fā)送到判決器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種消除多徑干擾及載波頻偏的方法，包括A.均衡器采用盲均衡算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾并根據(jù)輸入信號(hào)收斂；B.在獲知均衡器收斂后，對來自均衡器的信號(hào)采用盲捕獲算法捕獲載波相位偏差；C.在捕獲載波相位偏差后，對來自均衡器的信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法鎖定載波相位偏差；D.在鎖定載波相位偏差后，均衡器采用符號(hào)判決輔助LMS算法消除輸入信號(hào)的多徑干擾，生成第三信號(hào)，對第三信號(hào)采用符號(hào)估計(jì)輔助算法修正載波相位偏差，生成第四信號(hào)，判決器對第四信號(hào)進(jìn)行判決，輸出消除多徑干擾及載波頻偏的信號(hào)。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案能達(dá)到消除較大范圍的載波頻偏和輸出較小的誤碼率的目的。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1996976SQ200610140310
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者陳永恩, 胡宇鵬 申請人:華為技術(shù)有限公司