一種用于短擴頻碼通信系統(tǒng)的碼元級lms自適應均衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種碼元級LMS自適應均衡方法，特別涉及一種應用于短擴頻碼通信 系統(tǒng)中的碼元級LMS自適應均衡方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 擴頻技術(shù)是無線通信系統(tǒng)中一種傳輸技術(shù)，它通過擴展發(fā)射信號的頻譜寬度來提 高通信系統(tǒng)的抗干擾性能。擴頻發(fā)射信號占用的帶寬一般遠大于傳輸信息所需要的最小帶 寬。
[0003] -般認為，擴頻系統(tǒng)具有良好的抗多徑干擾的能力，對于直接序列擴頻系統(tǒng)，當最 大多徑時延小于一個碼元周期時，利用擴頻序列良好的自相關(guān)特性，解擴后，多徑干擾可以 得到有效地抑制；使用RAKE接收機還可以搜集合并接收到的多徑能量，進一步提高系統(tǒng)的 性能。
[0004] 但是，對于短擴頻碼通信系統(tǒng)，尤其是多用戶的短擴頻碼通信系統(tǒng)，擴頻碼的自相 關(guān)特性不理想，多徑干擾會造成嚴重的用戶間干擾，此時必須采用好的均衡技術(shù)以抵抗多 徑干擾。
[0005] 在擴頻信號的均衡算法中，可以采用碼片級均衡算法來對抗多徑干擾，但由于算 法吞吐量不高，此種方法對處理時延的要求較高。在寬帶無線擴頻通信系統(tǒng)中，往往因為不 能夠及時進行運算，大大延長了收斂時間，降低系統(tǒng)性能。同時，應對長多徑干擾的碼片級 均衡器需要較長的均衡階數(shù)，大大增加了系統(tǒng)的運算復雜度和算法的處理時延。
[0006] 本發(fā)明就是針對上述背景，提出了一種應用于短擴頻碼系統(tǒng)的碼元級均衡算法。 本算法能夠在計算復雜度和均衡性能同碼片級均衡算法相當?shù)那疤嵯?，提高了均衡算法?計算吞吐量，在算法的實現(xiàn)中，能夠降低收斂時延，提高系統(tǒng)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為解決短擴頻碼通信系統(tǒng)中長多徑延時干擾的問題，提出了一種 用于短擴頻碼通信系統(tǒng)的碼元級LMS自適應均衡方法。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0009] 一種用于短擴頻碼通信系統(tǒng)的碼元級LMS自適應均衡方法，包括以下步驟：
[0010] 不失一般性，設擴頻系統(tǒng)共包括U路用戶信號，擴頻碼長度為G。
[0011] 步驟1 :在信號捕獲階段，利用滑動相關(guān)捕獲中，相關(guān)峰之間的時差，對信道的多 徑干擾做一個估計，確定最長多徑時延影響的碼元長度N;
[0012] 步驟2 :設置碼元均衡階數(shù)為2XN+1 ;
[0013] 步驟3 :直接對捕獲后的擴頻信號進行解擴得到U路用戶信號；
[0014] 步驟4 :初始化符號均衡器抽頭系數(shù)W為一 [U，UX(2XN+1)]矩陣：
[0015] 1=[11，12，...，1，...，％]1，其中
[0018] 步驟5 :令i時刻接收到解擴后U路信號包括前后N個碼元的碼元向量，表示為：
[0019] Y(i) = [yji)，y2(i)，…，yu(i)]T，其中
[0020] yu(i) = [yu(i-N),yu(i-N+l), ???,yu(i+N)]T；
[0021] 步驟6 :經(jīng)過本均衡矩陣均衡后的符號為：Z(i) =W(i)XY(i)，其中
[0022] Z(i) = [Z1Q),z2(i)，…，ZuQ)]1;
[0023] 步驟7 :在導頻符號階段，使用當前i時刻各用戶導頻符號du⑴，I<u<U同均 衡后符號zu(i)相減，求出符號誤差
[0024] E(i) =Iie1Q),e2(i)，…，eu(i)]T，eu(i) =du(i)_zu(i);
[0025] 步驟8 :令均衡矩陣更新矩陣為：
[0026] AW(i) = [AW1Q),AW2(i)，…，AWu(i)]T，其中，AWu(i) =yXeu(i)XY(i)H
[0027]令：W(i+1) =W(i) +AW(i);
[0028] 其中，y為步長因子，它可以為一常數(shù)或可按照某種方法優(yōu)選的變量；
[0029] 步驟9 :重復步驟6到步驟8,直到E(i) = [eji)，e2(i),…，euQ)]1收斂。
[0030] 有益效果
[0031] 本發(fā)明方法的原理是基于最小均方準則的LMS自適應均衡算法。受多徑干擾的擴 頻信號解擴后，可看成是受用戶間碼元干擾的多路信號，且此用戶間干擾具有時不變特性。 利用導頻信號和自適應均衡算法，理論上可以在碼元級完全消除多用戶間干擾。
[0032] 對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0033] (1)復雜度低，采用LMS自適應均衡算法在碼元級對解擴后的信號做均衡，不涉及 矩陣求逆等復雜運算；
[0034] (2)吞吐量高，本發(fā)明方法用于對解擴后的信號做均衡后，能夠有效降低算法運算 的處理時延，避免了因為系統(tǒng)處理時延而導致均衡器性能大幅下降。
【附圖說明】：
[0035] 圖1為本發(fā)明實施例一種用于短擴頻碼通信系統(tǒng)的碼元級LMS自適應均衡方法流 程不意圖。
[0036] 圖2為應用本發(fā)明實施例進行符號均衡與碼片均衡的碼元級均方誤差收斂曲線 對比圖。
【具體實施方式】
[0037] 為使本發(fā)明的目標，技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明確，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的 實施例進行詳細的描述。本實施例以本發(fā)明的技術(shù)方案為指導進行實際的實踐核驗，同 時給出了詳細的實施方式和具體的操作流程，但本發(fā)明的保護范圍并不只限于如下的實施 例。
[0038] 本發(fā)明所述方法是一種碼元級的LMS自適應均衡方法，為實現(xiàn)本發(fā)明，在系統(tǒng)開 始進行均衡之前需要先發(fā)送一定數(shù)量的已知符號作為訓練序列，然后本方法能夠利用訓練 序列進行收斂，消除用戶間的符號干擾。每次迭代過程包含了均衡濾波，誤差計算和自適應 更新均衡器抽頭向量三個步驟。
[0039] 實施例1
[0040] 如圖1所示為實施例一種用于短擴頻碼通信系統(tǒng)的碼元級LMS自適應均衡方法流 程示意圖，設置傳輸信號為碼分復用的8路BPSK信號，取其前10000個符號作為導頻序列， 擴頻碼為8路Walsh碼，擴頻比G= 8 ;信道采用一個帶直射徑的多徑衰落信道，過程如下： [0041] 步驟1 :在接收機捕獲信號期間，利用滑動相關(guān)捕獲中，最大可分辨相關(guān)峰之間的 時差T，對信道的多徑干擾做一個估計，確定最長多徑時延影響的碼元長度N=T/Ts，其 中Ts為一個碼元的持續(xù)時間。案例中，選取N= 5 ;
[0042] 步驟2:解擴后的各用戶導頻信號du(N+l)進入系統(tǒng)數(shù)據(jù)寄存部分。設N為最長多 徑影響的符號范圍，則每個用戶符號寄存器中保存（2N+1)個用戶符號。
[0043] 步驟3:初始化符號均衡器抽頭系數(shù)W為一 [U，UX(2XN+1)]矩陣：
[0047] 步驟4:令i時刻接收到解擴后U路信號包括前后N個碼元的碼元向量表示為：
[0048]Y(i) = [yji)，y2(i)，…，yu(i)，…，yu(