專利名稱：和nr碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時域自適應(yīng)均衡器，特別是一種和Nordstrom-Robinson(簡稱NR碼)碼相結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器。屬于電子通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在諸如聲音、數(shù)據(jù)和視頻通訊等許多不同的數(shù)字信息的實(shí)際應(yīng)用中，均衡器是一種非常重要的元件。均衡器被用作全雙工通信中喇叭擴(kuò)音器的回聲消除器(補(bǔ)償器)、數(shù)字電視或數(shù)字電纜傳輸中的視頻消重影器、無線調(diào)制解調(diào)器和無線電話的信號調(diào)節(jié)器等。在信號傳輸過程中，由于信道中多徑信號的存在，會帶來碼間干擾(ISI)，而碼間干擾是產(chǎn)生誤差的一個重要原因，在大部分單載波數(shù)字應(yīng)用中，一般都使用時域自適應(yīng)均衡器來修正ISI錯誤。
在自適應(yīng)均衡調(diào)整過程中，均衡器盡量減小均衡器的輸出值與由一種“判決器”生成的傳輸信號估計(jì)值之差的誤差信號。換句話說，均衡濾波器輸出一個樣本值，判決器決定均衡濾波器最有可能要傳輸?shù)臄?shù)值(最佳估計(jì))，自適應(yīng)邏輯裝置盡量將這兩個值的差維持在較小的水平。這樣使接收機(jī)能充分利用可能存在于傳輸脈沖信號中的離散電平的信息。當(dāng)判決器對均衡器的輸出信號進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換時，可以消除收到的干擾。
通常在數(shù)字接收機(jī)中，傳統(tǒng)的時域均衡器包含一個控制器，一個前饋濾波器，一個反饋濾波器，一個判決器和一個系數(shù)控制器等功能模塊。前饋濾波器用來接收輸入信號，消除前向多徑，即比主徑信號分量提前到達(dá)的多徑信號分量；反饋濾波器將修改判決器的輸入，以消除后向多徑，即晚于主徑信號分量到達(dá)的多徑信號分量；判決器會檢查它的每個輸入信息，根據(jù)與要傳送信號的關(guān)系判斷原傳送的信號信息；系數(shù)控制器根據(jù)接收到的信號和判決的信號之間的差異，通過一定的方法生成前饋濾波器和反饋濾波器的抽頭系數(shù)。有很多可行的方法適用于產(chǎn)生濾波器系數(shù)，包括最小均方(LMS)和遞歸最小二乘方(RLS)算法。濾波器的形式和結(jié)構(gòu)也可以有多種。
經(jīng)檢索現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)一個美國專利，專利號NO.5,872,817，專利名稱“JOINT VITERBI DECODER AND DECISION FEEDBACK EQUALIZER(和維特比譯碼結(jié)合的判決反饋均衡器)”，專利申請日期1997年9月24日，專利授權(quán)日期1999年2月16日，發(fā)明披露了一種采用維特比(viterbi)譯碼輸出作為均衡器判決反饋均衡器的輸入的自適應(yīng)均衡器。此方法提高電平判決的準(zhǔn)確性，從而提高了誤差信號的準(zhǔn)確性，判決反饋均衡器的收斂性和穩(wěn)定性都得到了提高。但其采用維特比(viterbi)譯碼存在譯碼時延大和易誤碼擴(kuò)散等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，提供了一種和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器裝置，該裝置采用一種基于NR譯碼的電平判決器替代了傳統(tǒng)時域均衡器中的判決器。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括前饋濾波器、信號疊加器、延時單元、基于NR譯碼的電平判決器、反饋濾波器、系數(shù)更新控制器、誤差生成器。其各部件之間的相互連接關(guān)系為前饋濾波器輸出和信號疊加器的一個輸入連接，反饋濾波器的輸出和信號疊加器另一個輸入連接，信號疊加器的輸出分別與基于NR譯碼的電平判決器和延時單元的輸入相連接，基于NR譯碼的電平判決器的輸出分別與反饋濾波器的輸入和誤差生成器的輸入相連接，延時單元的輸出和誤差生成器的輸入相連接，誤差生成器的輸出和系數(shù)更新控制器的輸入相連接，系數(shù)更新控制器的輸出分別與前饋濾波器和反饋濾波器輸入相連接，系數(shù)更新控制器控制前饋濾波器和反饋濾波器的系數(shù)生成。
前饋濾波器，完成對輸入信號的濾波功能，消除多徑信號中的前徑和部分后徑；信號疊加器，將前饋濾波器的輸出信號和反饋濾波器的輸出信號疊加；延時單元，對輸入到該單元的信號進(jìn)行延時；基于NR譯碼的電平判決器，完成對輸入到該單元的信號電平的判決功能，用于產(chǎn)生反饋濾波器的輸入及誤差信號的生成；反饋濾波器，對從判決器輸出的輸入信號進(jìn)行濾波，達(dá)到消除多徑信號中的后向多徑；系數(shù)更新控制器，通過對輸入到該單元的的誤差信號進(jìn)行加權(quán)來更新前饋濾波器和反饋濾波器的抽頭系數(shù)；誤差生成器，通過對輸入到該單元的的信號來計(jì)算生成用于更新抽頭系數(shù)的誤差信號。
前饋濾波器的輸入信號為R，輸出信號為S1。反饋濾波器的輸入信號為判決器的輸出Qnr，反饋濾波器的輸出信號為S2。信號疊加器輸入信號為S1和S2，輸出信號S。延時單元輸入信號為S，輸出信號為Qde?；贜R譯碼的電平判決器輸入為信號疊加器輸出的信號S，輸出為Qnr。誤差生成器的輸入信號為Qnr和Qde，輸出為Err。系數(shù)更新控制器的輸入信號為Err，輸出控制前饋濾波器和反饋濾波器更新抽頭系數(shù)。均衡器的輸出為疊加器的輸出信號S。
基于NR譯碼的電平判決器包括一個比特信息計(jì)算器、一個NR相關(guān)譯碼器、一個電平映射器和兩個緩存器。其連接關(guān)系為緩存器的輸出和比特信息計(jì)算器的輸入連接，比特信息計(jì)算器的輸出和NR相關(guān)譯碼器的輸入連接，NR相關(guān)譯碼器的輸出和電平映射器的輸入連接，電平映射器的輸出和緩存器的輸入連接。電平映射器將譯碼后的正確的比特信息經(jīng)過系統(tǒng)選擇的映射方式映射成電平信號，作為基于NR譯碼的電平判決器的輸出信號，該輸出的電平判決信號是反饋濾波器和誤差生成器的輸入信號。
比特信息計(jì)算器，根據(jù)均衡器濾波后的符號信息計(jì)算每比特的信息；NR相關(guān)譯碼器，根據(jù)比特信息和譯碼碼書，通過相關(guān)計(jì)算MAP來完成譯碼功能；電平映射器，根據(jù)譯碼后的比特信息映射產(chǎn)生相應(yīng)的符號信息；兩個緩存器，用于數(shù)據(jù)緩存，以解決分組碼譯碼時延的問題。
比特信息計(jì)算器的輸入為經(jīng)過緩存后的信號疊加器的輸出符號信息S，通過計(jì)算得出每比特的信息Xs；NR相關(guān)譯碼器的輸入為比特信息Xs，輸出為譯碼的結(jié)果Xh；電平映射器為輸入為譯碼的結(jié)果Xh，輸出為映射的電平信號，信號電平經(jīng)過緩存輸出為符號信息Qnr。
所述的數(shù)字信號R，S1，S2，S，Qnr，Qde，Err可以是實(shí)數(shù)信號，也可以是復(fù)數(shù)信號。
所述的前饋濾波器，是一個有限沖擊響應(yīng)的濾波器，主要用于消除多徑信號中的前向多徑，也有助于消除傳輸中的后向多徑，是實(shí)數(shù)濾波器、復(fù)數(shù)濾波器或者準(zhǔn)復(fù)數(shù)濾波器。前饋濾波器的結(jié)構(gòu)可以是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也可以是轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)。
所述的反饋濾波器，是一個無限沖擊響應(yīng)的濾波器，用于消除多徑信號中的后向多徑，是實(shí)數(shù)濾波器、復(fù)數(shù)濾波器或者準(zhǔn)復(fù)數(shù)濾波器。反饋濾波器的結(jié)構(gòu)可以是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也可以是轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)。反饋濾波器的輸入數(shù)據(jù)為“基于NR譯碼的電平判決器”輸出的電平，考慮到NR譯碼的時延問題，“基于NR譯碼的電平判決器”輸出信號不是當(dāng)前輸入信號的判決值，而是譯碼時延之前的判決值，反饋濾波器在濾波時將輸入的判決值直接輸入到相應(yīng)寄存器的位置，對于譯碼時延之前的寄存器值無法從電平判決器中得到，可以直接選用0，也可以選用硬判決的電平值。如采用NR(16，8)編碼和BPSK映射，每16個比特譯碼一次，所以譯碼時延大小為16個符號，則在反饋濾波器的寄存器中，前16個復(fù)數(shù)寄存器中為硬判決的電平信號；或者為0，不參與濾波處理。而16個復(fù)數(shù)寄存器后的寄存器中均為經(jīng)過“基于NR譯碼的電平判決器”判決后的電平信號。
所述的前饋濾波器和反饋濾波器，可以是整數(shù)間隔的濾波器，也可以是各種分?jǐn)?shù)間隔的濾波器，如T/2的間隔和T/4間隔，也可以在濾波器的不同部分采樣不同間隔。同時前饋濾波器和反饋濾波器在自適應(yīng)運(yùn)算時亦可以考慮采用sparse的算法結(jié)構(gòu)。
所述的延時單元的延時為整數(shù)個符號，具體的大小為整數(shù)倍的一個碼字所映射的符號數(shù)。如采用NR(16，8)編碼和BPSK映射，其譯碼時延大小為16個符號，或?yàn)檎麛?shù)倍的16個符號；而采用NR(16，8)編碼和4QAM映射時，其延時大小為8個符號，或者可以是整數(shù)倍的8個符號，此處的符號為傳輸?shù)谋忍赝ㄟ^映射后成為的符號。
所述的信號疊加器，可以進(jìn)行復(fù)數(shù)和復(fù)數(shù)的疊加或者是實(shí)數(shù)和實(shí)數(shù)的疊加或者是復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)的疊加。系統(tǒng)在采用OQAM映射時，前饋濾波器是復(fù)數(shù)濾波器，或者是實(shí)數(shù)濾波器，其輸出分別是復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)；而反饋濾波器的輸出為實(shí)數(shù)，信號疊加器可實(shí)現(xiàn)實(shí)數(shù)信號和復(fù)數(shù)信號或?qū)崝?shù)信號和實(shí)數(shù)信號的疊加；而當(dāng)系統(tǒng)采用QAM映射時，前饋濾波器和反饋濾波器的輸出均為復(fù)數(shù)濾波器，輸出信號均為復(fù)數(shù)，信號疊加器實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)信號和復(fù)數(shù)信號的疊加。
所述的誤差信號生成器，其輸入為基于NR譯碼的電平判決器的輸出信號和延時單元的輸出信號，通過計(jì)算兩信號的差異產(chǎn)生誤差信號，驅(qū)動前饋濾波器和反饋濾波器自適應(yīng)的更新抽頭系數(shù)。
所述的系數(shù)更新控制器，其系數(shù)更新算法可以采用LMS(最小均方誤差)算法，也可以采用RLS(遞歸最小二乘)算法，或采用其它的自適應(yīng)算法。其中，本發(fā)明的電平判決器在生成判決信號有相應(yīng)的譯碼時延，所以在使用LMS算法等自適應(yīng)算法時，誤差信號的生成是有時延的，須與相應(yīng)時延之前的寄存器數(shù)據(jù)對齊，如對于NR(16，8)碼，當(dāng)系統(tǒng)采用4QAM映射方式，譯碼的時延為8個符號，或整數(shù)倍的8個符號，此處的符號為傳輸?shù)谋忍赝ㄟ^映射后成為的符號。
所述的比特信息計(jì)算器，根據(jù)映射方式來計(jì)算符號信息相應(yīng)的比特信息，可以計(jì)算每比特的“硬信息”和計(jì)算每比特的“軟信息”，即為每比特的對數(shù)似然比。
所述的NR相關(guān)譯碼器，根據(jù)輸入的比特信息和碼書，采用相關(guān)MAP算法，進(jìn)行譯碼運(yùn)算。即將輸入的比特信息和譯碼碼書中的各個碼字相關(guān)，找到最大相關(guān)值對應(yīng)的碼字，作為譯碼的結(jié)果。
所述的電平映射器將譯碼后的正確的比特信息經(jīng)過系統(tǒng)選擇的映射方式映射成電平信號，作為基于NR譯碼的電平判決器的輸出信號，該輸出的電平判決信號是反饋濾波器和誤差生成器的輸入信號。
本發(fā)明將基于NR譯碼的電平判決器替代了傳統(tǒng)時域均衡器中的硬判決器，利用不同符號之間的相關(guān)性，提高了判決信號的準(zhǔn)確性，使對于進(jìn)入反饋濾波器的寄存器中的數(shù)據(jù)信號更加正確，使得反饋濾波器在消除后向多徑時更準(zhǔn)確，從而達(dá)到了進(jìn)一步提高反饋濾波器工作的效率；其次，傳統(tǒng)的均衡器輸入DFE的是硬判決后的信息，誤符號率較大，易引起誤差擴(kuò)散，當(dāng)改為NR相關(guān)譯碼器時，由于編碼增益的存在，誤符號率大大降低，從而提高了輸入DFE數(shù)據(jù)的正確性，減少了誤差擴(kuò)散的可能，進(jìn)一步達(dá)到了提高反饋濾波器工作的穩(wěn)定性；此外，在卷積碼和均衡器結(jié)合時，由于卷積碼的譯碼是連續(xù)譯碼，存在誤碼擴(kuò)散的問題，容易導(dǎo)致均衡器發(fā)散，而NR譯碼是塊譯碼，不存在誤碼擴(kuò)散的問題，利于均衡器的穩(wěn)定收斂。另外，由于判決信號的正確性得到了提高，所產(chǎn)生的誤差信號的準(zhǔn)確性也得到了進(jìn)一步的提高，前饋濾波器和反饋濾波器的收斂速度也因此大大加快，且能在高速移動的信道環(huán)境下時能隨著信道的變化而快速的變化，從而達(dá)到了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。


圖1本發(fā)明和NR碼碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器的結(jié)構(gòu)框圖；圖2本發(fā)明基于NR譯碼的電平判決器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3本發(fā)明基于普通結(jié)構(gòu)的反饋濾波器和NR譯碼結(jié)合的框圖；圖4本發(fā)明基于轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)的反饋濾波器和NR譯碼結(jié)合的框圖；
圖5均衡器抗脈沖噪聲性能比較的仿真結(jié)果圖；圖6均衡器高斯白噪聲性能比較的仿真結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明包括前饋濾波器1、信號疊加器2、延時單元3、基于NR譯碼的電平判決器4、反饋濾波器5、系數(shù)更新控制器6、誤差生成器7。其各部件之間的相互連接關(guān)系為前饋濾波器1輸出和信號疊加器2的輸入連接，反饋濾波器5的輸出和信號疊加器2另一個輸入連接，信號疊加器2的輸出分別與基于NR譯碼的電平判決器4和延時單元3的輸入相連接，基于NR譯碼的電平判決器4的輸出分別與反饋濾波器5的輸入和誤差生成器7的輸入相連接，延時單元3的輸出和誤差生成器7的輸入相連接，誤差生成器7的輸出和系數(shù)更新控制器6的輸入相連接，系數(shù)更新控制器6的輸出分別與前饋濾波器1和反饋濾波器5輸入相連接，系數(shù)更新控制器6控制前饋濾波器1和反饋濾波器5系數(shù)的生成。
前饋濾波器1，完成對輸入信號的濾波功能，消除多徑信號中的前徑和部分后徑；信號疊加器2，將前饋濾波器1的輸出信號和反饋濾波器5的輸出信號疊加；延時單元3，對輸入信號進(jìn)行延時；基于NR譯碼的電平判決器4，完成對輸入信號的判決功能；反饋濾波器5，對從判決器4輸出的輸入信號進(jìn)行濾波；系數(shù)更新控制器6，通過對輸入的誤差信號進(jìn)行加權(quán)來更新前饋濾波器1和反饋濾波器5的抽頭系數(shù)；誤差生成器7，通過對輸入的信號計(jì)算來生成用于更新抽頭系數(shù)的誤差信號。
前饋濾波器1的輸入信號為R，輸出信號為S1。反饋濾波器的輸入信號為判決器的輸出Qnr，反饋濾波器的輸出信號為S2。信號疊加器輸入信號為S1和S2，輸出信號S。延時單元輸入信號為S，輸出信號為Qde。判決器輸入為信號疊加器輸出的信號S，輸出為Qnr。誤差生成器的輸入信號為Qnr和Qde，輸出為Err。系數(shù)更新控制器的輸入信號為Err，輸出控制前饋濾波器和反饋濾波器更新抽頭系數(shù)。均衡器的輸出為疊加器的輸出信號S。
如圖2所示，基于NR譯碼的電平判決器4包括一個比特信息計(jì)算器8，一個NR相關(guān)譯碼器9，一個電平映射器10，兩個緩存器12、13。其相互間的連接關(guān)系為緩存器12的輸出和比特信息計(jì)算器8的輸入連接，比特信息計(jì)算器8的輸出和NR相關(guān)譯碼器9的輸入連接，NR相關(guān)譯碼器9的輸出和電平映射器10的輸入連接，電平映射器10的輸出和緩存器13的輸入連接，緩存器13輸出判決電平信號。電平映射器10將譯碼后的正確的比特信息經(jīng)過系統(tǒng)選擇的映射方式映射成電平信號，作為基于NR譯碼的電平判決器4的輸出信號，該輸出的電平判決信號是反饋濾波器5和誤差生成器7的輸入信號。
比特信息計(jì)算器8根據(jù)均衡器濾波后的符號信息計(jì)算每比特的信息；NR相關(guān)譯碼器根據(jù)比特信息和碼書，相關(guān)計(jì)算MAP完成譯碼功能；電平映射器10根據(jù)譯碼后的比特信息映射產(chǎn)生相應(yīng)的符號信息；緩存器12、13用于數(shù)據(jù)緩存。
比特信息計(jì)算器8根據(jù)均衡器濾波后的符號信息計(jì)算每比特的信息；NR相關(guān)譯碼器9根據(jù)比特信息和碼書，相關(guān)計(jì)算MAP完成譯碼功能；映射器10根據(jù)譯碼后的比特信息映射產(chǎn)生相應(yīng)的符號信息。比特信息計(jì)算器8的輸入為經(jīng)過緩存后的信號疊加器2的輸出符號信息S，通過計(jì)算得出每比特的信息；NR相關(guān)譯碼器9的輸入為比特信息Xs，輸出為譯碼的結(jié)果Xh；映射器10的輸入為譯碼的結(jié)果Xh，輸出為映射的電平信號，信號電平經(jīng)過緩存輸出為符號信息Qnr本發(fā)明應(yīng)用在數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)中實(shí)施，考慮到信道環(huán)境很惡劣，在移動傳輸時主徑信號常被建筑物完全阻斷了，所接收到的信號中是各種反射的多徑信號的疊加。采用NR碼結(jié)合的自適應(yīng)濾波器可有效對抗地面廣播傳輸信道中的多徑效應(yīng)和多普勒效應(yīng)。其中NR碼的大小選擇為NR(16，8)大小的碼型；系統(tǒng)的映射采用對角的BPSK映射；前饋濾波器1是一個長度為256級、1/2符號間隔的復(fù)濾波器，反饋濾波器5是一個長度為64級的符號間隔的復(fù)濾波器。如圖3所示，當(dāng)采用基于普通結(jié)構(gòu)的反饋濾波器時，工作步驟包括以下五部分1.復(fù)信號R先通過復(fù)數(shù)前饋濾波器1，前饋濾波器1對信號進(jìn)行濾波得到復(fù)信號S1，復(fù)信號S1和反饋濾波器5輸出的復(fù)信號S2通過信號疊加器2，即做復(fù)數(shù)相加，生成復(fù)符號信息S。
2、復(fù)符號信息S進(jìn)入延時單元3延時16個符號，延時單元3輸出16個符號前的信號Qde；同時復(fù)符號信息S進(jìn)入16個符號的緩存器，緩存器12、13每16個符號輸出一次，該16個符號由比特信息計(jì)算器8完成比特信息計(jì)算，計(jì)算出16個比特軟信息，進(jìn)行一次相關(guān)譯碼，該16個比特軟信息和譯碼碼書中的256個碼字相關(guān)，將相關(guān)值最大的碼字輸出給電平映射器10，電平映射10根據(jù)對角BPSK星座圖將16個碼字映射16個復(fù)信號，并存在緩存中，緩存輸出信號Qnr。
3、Qnr和Qde通過誤差生成器7產(chǎn)生復(fù)誤差信號Err，復(fù)誤差信號Err通過系數(shù)更新控制器6，和16個符號節(jié)拍前的前饋濾波器1的寄存器數(shù)相關(guān)，更新當(dāng)前前饋濾波器1的抽頭系數(shù)；同時和16個符號節(jié)拍前的反饋濾波器5的寄存器數(shù)相關(guān)，更新當(dāng)前反饋濾波器5的抽頭系數(shù)，圖3中反饋濾波器利用緩存器輸出的判決電平信號，經(jīng)過時延和輸入的誤差信號相關(guān)，再通過累加來更新反饋濾波器的抽頭系數(shù)。該系數(shù)更新的自適應(yīng)算法為LMS算法，，系數(shù)更新公式如下。
w^(n+1)=w^(n)+μu(n-16)e*(n-16)]]>其中， 是抽頭權(quán)重矢量的當(dāng)前估計(jì)值，u(n)是輸入矢量，即為濾波器n節(jié)拍時寄存器中的數(shù)，e(n)是n節(jié)拍誤差量，μ是步長因子。公式中u(n-16)和e(n-16)是考慮到譯碼存在16個符號時延，因此采用16個符號時延前的誤差和寄存器數(shù)相關(guān)來更新當(dāng)前的抽頭系數(shù)。
4、Qnr同時作為反饋濾波器5的輸入，進(jìn)入64級的反饋濾波器5的寄存器中?？紤]到譯碼時延的問題，反饋濾波中的前15級寄存器中無法得到及時準(zhǔn)確的判決信號，所以如圖2所示本發(fā)明將反饋濾波器的前15級的數(shù)據(jù)寄存器置為0，而反饋濾波器的16級以后的寄存器中采用Qnr信號作為輸入，反饋濾波器5對寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位，并和相應(yīng)的64個系數(shù)相乘和加和，得到64個數(shù)據(jù)相加的結(jié)果作為濾波器的輸出信號S2，給信號疊加器2。
圖4顯示了本發(fā)明基于轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)的反饋濾波器和NR譯碼結(jié)合的框圖，和圖3的差異，就是反饋濾波器的乘加采用了轉(zhuǎn)置的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)更有利于硬件的實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)采用NR碼和均衡器結(jié)合，有以下的優(yōu)點(diǎn)1、可以利用“軟判決”的信息，相對于其它基于“硬判決”的分組碼，可大大提高譯碼的可靠度，采用一定的映射和解映射的方法都可以方便地將譯碼和均衡器結(jié)合起來。
2、NR碼作為一種分組碼，不像卷積碼那樣易出現(xiàn)誤碼擴(kuò)散的問題。在卷積碼的譯碼中，比特要受到約束長度內(nèi)前后比特的相關(guān)性約束，容易出現(xiàn)誤碼擴(kuò)散的問題；誤碼擴(kuò)散的問題在和均衡器結(jié)合時會導(dǎo)致均衡器不收斂，因?yàn)檫M(jìn)入反饋濾波器的數(shù)據(jù)不正確，同時計(jì)算的誤差信號也不正確，均衡器收斂算法無法工作。而在分組碼的譯碼中，誤碼不會擴(kuò)散到不同的塊之間，從而有效地克服了上述問題，提高了計(jì)算誤差的準(zhǔn)確性，以此提高均衡器的收斂性能。
3、NR碼是一種準(zhǔn)正交碼，相對于完全正交序列walsh序列，其優(yōu)點(diǎn)在于碼數(shù)多。以walsh(16)和NR(16，8)對比為例，walsh(16)雖然為完全正交的序列，但只有32個碼字，只可以傳輸5比特信息，而NR(16，8)碼為準(zhǔn)正交序列，有256個碼字，可以傳輸8比特的信息。
4、NR碼相對于卷積碼有更大的漢明距，譯碼準(zhǔn)確性高。比如，NR(16，8)碼字的碼率為1/2，譯碼時延為16，最小漢明距離為6；而相同編碼效率的卷積碼(2，1，3)，譯碼時延為15，最小漢明距離為5。
本發(fā)明應(yīng)用于數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)中，能有效地對抗信號傳輸中的多徑效應(yīng)和多普勒效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視信號的高質(zhì)量移動接收功能。
為進(jìn)一步說明該發(fā)明的作用及其有效性，采用MATLAB仿真軟件比較了三種和不同譯碼結(jié)合的均衡器在脈沖噪聲干擾情況下的誤碼性能，即在信噪比為16dB的情況下，對傳輸信號分別加上1至28個符號的連續(xù)脈沖噪聲(此時接收信號只有噪聲成分)，分別比較了采用16級卷積譯碼和均衡器結(jié)合、NR(16，8)譯碼和均衡器結(jié)合及不采用編譯碼和均衡器結(jié)合的三種情況下的誤碼性能，仿真結(jié)果如圖5所示。其計(jì)算機(jī)的模擬仿真結(jié)果表明，因?yàn)榕cViterbi譯碼相比，NR(16，8)譯碼的均衡起器具有較好的抗誤碼擴(kuò)散能力，所以在和均衡器結(jié)合時，能體現(xiàn)出最佳的抗脈沖噪聲性能。另外，還應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬仿真的方法，在高斯白噪聲的條件下比較了NR最大相關(guān)譯碼、viterbi軟判決解碼、viterbi硬判決解碼和直接硬判決情況下的均衡器的誤符號率和信噪比曲線，仿真結(jié)果如圖6所示，相比其它編碼，NR碼的漢明距較其它碼更大，同時NR碼具有準(zhǔn)正交特性，所以結(jié)合NR碼的時域自適應(yīng)均衡器可具有最優(yōu)的性能，實(shí)際工作也充分證實(shí)了在結(jié)合NR碼的均衡器的性能大為提高，非常適用于無線信道環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，包括前饋濾波器(1)、信號疊加器(2)、延時單元(3)、反饋濾波器(5)、系數(shù)更新控制器(6)、誤差生成器(7)，其特征在于，還包括基于NR譯碼的電平判決器(4)，連接關(guān)系為前饋濾波器(1)輸出和信號疊加器(2)的輸入連接，反饋濾波器(5)的輸出和信號疊加器(2)另一個輸入連接，信號疊加器(2)的輸出分別與基于NR譯碼的電平判決器(4)和延時單元3的輸入相連接，基于NR譯碼的電平判決器(4)的輸出分別與反饋濾波器(5)的輸入和誤差生成器(7)的輸入相連接，延時單元(3)的輸出和誤差生成器(7)的輸入相連接，誤差生成器(7)的輸出和系數(shù)更新控制器(6)的輸入相連接，系數(shù)更新控制器(6)的輸出分別與前饋濾波器(1)和反饋濾波器(5)輸入相連接，系數(shù)更新控制器(6)控制前饋濾波器(1)和反饋濾波器(5)系數(shù)的生成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征在于，所述的基于NR譯碼的電平判決器(4)包括一個比特信息計(jì)算器(8)、一個NR相關(guān)譯碼器(9)、一個電平映射器(10)、兩個緩存器(12、13)，連接關(guān)系為緩存器(12)的輸出和比特信息計(jì)算器(8)的輸入連接，比特信息計(jì)算器(8)的輸出和NR相關(guān)譯碼器(9)的輸入連接，NR相關(guān)譯碼器(9)的輸出和電平映射器(10)的輸入連接，電平映射器(10)的輸出和緩存器(13)的輸入連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征在于，所述的前饋濾波器(1)是有限沖擊響應(yīng)的濾波器、實(shí)數(shù)濾波器、復(fù)數(shù)濾波器或者準(zhǔn)復(fù)數(shù)濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征在于，所述的前饋濾波器(1)，是整數(shù)間隔的濾波器、或者分?jǐn)?shù)間隔的濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征是，所述的反饋濾波器(5)是無限沖擊響應(yīng)的濾波器、實(shí)數(shù)濾波器、復(fù)數(shù)濾波器或者準(zhǔn)復(fù)數(shù)濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者5所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征在于，所述的反饋濾波器(5)，是整數(shù)間隔的濾波器、或者分?jǐn)?shù)間隔的濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征在于，所述的延時單元(3)的延時為整數(shù)個符號，具體的大小為一個碼字所映射的符號數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征在于，所述的信號疊加器(2)，進(jìn)行復(fù)數(shù)和復(fù)數(shù)的疊加或者是實(shí)數(shù)和實(shí)數(shù)的疊加或者是復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)的疊加；系統(tǒng)在采用OQAM映射時，前饋濾波器(1)是復(fù)數(shù)濾波器，或者是實(shí)數(shù)濾波器，其輸出分別是復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)；而反饋濾波器(5)的輸出為實(shí)數(shù)，信號疊加器(2)可實(shí)現(xiàn)實(shí)數(shù)信號和復(fù)數(shù)信號或?qū)崝?shù)信號和實(shí)數(shù)信號的疊加；而當(dāng)系統(tǒng)采用QAM映射時，前饋濾波器(1)和反饋濾波器(5)的輸出均為復(fù)數(shù)濾波器，輸出信號均為復(fù)數(shù)，信號疊加器完成的是復(fù)數(shù)信號和復(fù)數(shù)信號的疊加。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征在于，所述的比特信息計(jì)算器(8)，根據(jù)映射方式來計(jì)算符號信息相應(yīng)的比特信息，計(jì)算每比特的“硬信息”和計(jì)算每比特的“軟信息”，即為每比特的對數(shù)似然比。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的和NR碼結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，其特征在于，所述的NR相關(guān)譯碼器(9)，根據(jù)輸入的比特信息和修正的碼書，采用相關(guān)MAP算法LOG-MAP譯碼算法，進(jìn)行譯碼運(yùn)算。
全文摘要
一種和NR碼相結(jié)合的時域自適應(yīng)均衡器，屬于電子通信領(lǐng)域。包括前饋濾波器、信號疊加器、延時單元、基于NR譯碼的電平判決器、反饋濾波器、系數(shù)更新控制器、誤差生成器，前饋濾波器輸出和信號疊加器的輸入連接，反饋濾波器的輸出和信號疊加器輸入連接，信號疊加器的輸出分別與信號電平判決器和延時單元的輸入相連接，電平判決器的輸出分別與反饋濾波器和誤差生成器的輸入相連接，延時單元的輸出和誤差生成器的輸入相連接，誤差生成器的輸出和系數(shù)更新控制器的輸入相連接，系數(shù)更新控制器的輸出分別與前饋濾波器和反饋濾波器輸入相連接。本發(fā)明可有效提高判決信號的準(zhǔn)確性和反饋濾波器的工作效率和穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。
文檔編號H04L1/00GK1694388SQ20051002619
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者何大治, 歸琳, 管云峰 申請人:上海奇普科技有限公司