专利名称：一种改变批处理数据块块长的均衡系统及方法
技术领域：
本发明属于无线通信系统中的均衡技术领域，具体涉及一种改变批处理数据块块长的均衡系统及方法。
背景技术：
为适应未来发展，无线通信系统必须能够支持高速率数据的传输。这样会不可避免的遇到频率选择性衰落信道和多径干扰等问题。为了补偿传输失真，一般可以在接收端利用均衡器产生与信道特性相反的特性，来补偿在传输信道中由频率选择性衰落和多径干扰引起的错误。图1是现有技术基本的单载波频域均衡系统结构图，图2是现有技术频域批处理LMS算法均衡流程图。在均衡方法中，批处理最小均方方法(BLMS)具有结构相对简单，计算量不大，稳定性较好的优点。现有的方法包括(1)变步长批处理LMS算法，即在需要更快的收敛速度的情况下，增大步长因子；随着自适应滤波器达到较为稳定的状态，减小步长因子，这样可以获得更小的稳态误差，可以获得更好的捕捉和跟踪的效果。(2)变块长批处理LMS算法，即在初始阶段需要更快的收敛速度的情况下，将批处理数据块块长变短；随着自适应滤波器达到较为稳定的状态，将批处理数据块块长变长，这样可以获得更小的稳态误差，可以获得更好的捕捉和跟踪的效果。
现有技术当中，变步长/变块长批处理LMS算法的缺陷在于它们都是一种时域均衡方法，在传输速率提高的情况下时域均衡的复杂度会迅速增加，因此无论是变步长还是变块长的方法都难以实现未来无线通信系统高速率的需要。
发明内容
为了克服现有技术变步长批处理LMS算法和变块长批处理LMS算法的缺陷，本发明提供了一种改变批处理数据块块长的均衡系统及方法。
本发明提供的一种改变批处理数据块块长的均衡系统，所述均衡系统包括 一批处理模块，用于将接收到的时域输入信号分块处理，形成批处理数据块； 一预变换模块，用于将第k批批处理数据块之前的、长度与该数据块块长相同的时域输入信号，与该数据块顺序组合，形成预变换数据块； 一频域输出信号模块，用于对预变换数据块做快速傅立叶变换，通过计算输出频域信号； 一时域输出信号模块，用于对输入的频域信号做快速反傅立叶变换，通过计算输出时域信号； 其中，还包括 一批处理数据块块长变换模块，用于根据块长变化决定因子ΔL，更新第k+1次批处理数据块块长Lk+1；若块长变化决定因子ΔL的值大于设定的阈值范围的最大值，则Lk+1＝2Lk，若块长变化决定因子ΔL的值小于设定的阈值范围的最小值，则否则Lk+1＝Lk；其中，块长变化决定因子ΔL的阈值范围应该根据参数α、ρ1、ρ2和实际信道环境来做设定； 一频域权系数变换模块，用于更新频域权系数W(k+1)，所述更新频域权系数包括一次更新频域权系数W’(k+1)和二次更新频域权系数W(k+1)；所述二次更新频域权系数根据更新的批处理数据块块长Lk+1和一次更新频域权系数得到； 所述块长变化决定因子ΔL，通过下述公式计算得到 如果eav，k＝0、eav，k-eav，k-1≠0，则 如果eav，k-eav，k-1＝0，eav，k＝0，则Lk+1＝2Lk； 如果eav，k≠0，eav，k-1＝0，则 当eav，k≠0，eav，k-1≠0时， 如果eav，k>＝eav，k-1，则 如果eav，k<eav，k-1，则 其中，参数α表示平衡系数，用于控制增长因子和缩短因子在块长变化决定因子ΔL中的比例，其取值范围是(0，1)；参数ρ1表示增长步长，用于控制增长因子的步长，其取值范围是(0，1)；参数ρ2表示缩短步长，用于控制缩短因子的步长，其取值范围是(0，1)；所述参数α、ρ1、ρ2的值由外部给定；其中，eav，k-1、eav，k分别表示第k-1、k批次的平均绝对误差的值，eav，k通过下述公式计算得到 其中，ek(i)是e(k)＝[ek(0)，ek(1)，...，ek(Lk-1)]T式中的ek(0)，ek(1)，...，ek(Lk-1)；e(k)是误差信号，e(k)＝d(k)—y(k)；d(k)是时域输出信号值第k批的判决值，d(k)＝[dk(0)，dk(1)，...，dk(Lk-1)]T； 所述一次更新频域权系数通过下述公式得到 其中，μB是块步长因子；Φ(k)＝G*IFFT[XH(k)*E(k)]；XH(k)是X(k)的复共轭；
和
分别表示Lk阶的零矩阵和单位矩阵； 所述二次更新频域权系数通过下述公式得到 如果Lk+1＝Lk，则W(k+1)＝W’(k+1)； 如果Lk+1＝2Lk，根据一次更新频域权系数W’(k+1)，计算获得时域系数w’(k+1)，表示为 w’(k+1)＝IFFT(W’(k+1))； 利用在w’(k+1)末端内插Lk个零，再进行快速傅立叶变换，获得批处理数据块块长为2Lk的二次更新频域权系数W(k+1)，表示为
则，W(k+1)＝FFT(w(k+1))； 如果根据一次更新频域权系数W’(k+1)，抽取W2i’(k+1)，i＝0，…，Lk-1，获得批处理数据块块长为
的二次更新频域权系数W(k+1)表示为 本发明提供的一种改变批处理数据块块长的均衡方法，其中，包括如下步骤 (1)参数初始化； (2)均衡计算； (3)更新参数； (4)循环； 其中步骤(3)更新参数包括更新批处理数据块块长在均衡系统对输入信号做批处理、进行均衡计算时，根据块长变化决定因子ΔL更新第k+1次批处理数据块块长Lk+1，具体步骤包括 (3.1)首先对时域输出信号值进行判决，得到第k批的判决值d(k)，表示为 d(k)＝[dk(0)，dk(1)，...，dk(Lk-1)]T； (3.2)然后求误差信号e(k)，e(k)＝d(k)—y(k)，表示为 e(k)＝[ek(0)，ek(1)，...，ek(Lk-1)]T， 定义ek(i)是上式中的ek(0)，ek(1)，...，ek(Lk-1)； (3.3)计算块长变化决定因子ΔL，通过下述公式计算得到 如果eav，k＝0、eav，k-eav，k-1≠0，则 如果eav，k-eav，k-1＝0，eav，k＝0，则Lk+1＝2Lk； 如果eav，k≠0，eav，k-1＝0，则 当eav，k≠0，eav，k-1≠0时， 如果eav，k>＝eav，k-1，则 如果eav，k<eav，k-1，则 其中，参数α表示平衡系数，用于控制增长因子和缩短因子在块长变化决定因子ΔL中的比例，其取值范围是(0，1)；参数ρ1表示增长步长，用于控制增长因子的步长，其取值范围是(0，1)；参数ρ2表示缩短步长，用于控制缩短因子的步长，其取值范围是(0，1)；所述参数α、ρ1、ρ2的值由外部给定；其中，eav，k-1、eav，k分别表示第k-1、k批次的平均绝对误差的值，eav，k通过下述公式计算得到 (3.4)对计算得到的块长变化决定因子ΔL进行判断，若块长变化决定因子ΔL的值大于设定的阈值范围的最大值则Lk+1＝2Lk，若块长变化决定因子ΔL的值小于设定的阈值范围的最小值则令否则Lk+1＝Lk；其中，块长变化决定因子ΔL的阈值范围应该根据参数α、ρ1、ρ2和实际信道环境来做设定；得到的Lk+1为下次计算中批处理数据块块长。
其中，所述的步骤(3)参数更新还包括更新频域权系数，包括一次更新频域权系数和二次更新频域权系数，具体步骤如下 (3.5)一次更新频域权系数W’(k+1) 其中，μB是块步长因子；Φ(k)＝G*IFFT[XH(k)*E(k)]；XH(k)是X(k)的复共轭；
和
分别表示Lk阶的零矩阵和单位矩阵； (3.6)二次更新频域权系数W(k+1) 3.6.1)如果Lk+1＝Lk，则W(k+1)＝W’(k+1)； 3.6.2)如果Lk+1＝2Lk，根据一次更新频域权系数W’(k+1)，计算获得时域系数w’(k+1)，表示为 w’(k+1)＝IFFT(W’(k+1))； 利用在w’(k+1)末端内插Lk个零，再进行FFT，获得批处理数据块块长为2Lk的二次更新频域权系数W(k+1)，表示为
则，W(k+1)＝FFT(w(k+1))； 3.6.3)如果根据一次更新频域权系数W’(k+1)，抽取W2i’(k+1)，i＝0，…，Lk-1，获得批处理数据块块长为
的二次更新频域权系数W(k+1)表示为 其中，步骤(1)中所述参数包括批处理数据块的块长L1，块步长因子μB，均衡器时域抽头系数w(1)，频域权系数W(1)； 其中，均衡系统时域抽头系数w(1)中参数的个数等于初始化批处理数据块的块长L1； 频域权系数W(1)通过下述方法求得在向量w(1)后补上L1个零，然后进行快速傅立叶变换，即
其中，所述的步骤(2)均衡计算中包括下述内容，所述批处理是指批处理模块对接收到的时域输入信号分块处理，时域输入信号x以“传输块”为单位进行传输，一次传输的“传输块”包含2n个信号值，即传输块长度为2n，当批处理模块进行批处理时，将“批处理数据块”作为一个计算单位，批处理数据块块长L用2m表示；当n＝m时，取一整个传输块作为一个批处理数据块；当n>m时，将一整个传输块以2m为长度顺序拆分为2n-m个批处理数据块；当n<m时，取2m-n个传输块顺序组合成一个批处理数据块。
其中，所述的步骤(2)均衡计算中还包括下述内容，在批处理过程中，采用快速傅立叶变换对输入信号进行均衡计算，包括以下步骤 (2.1)形成预变换数据块 将第k批批处理数据块之前的、长度与该数据块块长相同的时域输入信号，与该数据块顺序组合，形成预变换数据块；当对第一个批处理数据块进行处理形成预变换数据块时，在该第一个批处理数据块前面增加长度与其块长相同的“0”； (2.2)快速傅立叶变换 对预变换块进行快速傅立叶变换，变换后的预变换块称为频域输入信号X(k)； 频域输入信号X(k)的计算公式为 X(k)＝FFT[xbp(k)，xb(k)]； 其中，xb(k)是批处理数据块，xbp(k)是第k批批处理数据块之前的、长度与该数据块块长相同的时域输入信号，[xbp(k)，xb(k)]是预变换数据块； 变换后的其中，
表示快速傅立叶变换后的频域值； (2.3)计算频域输出信号 频域输出信号Y(k)通过下述公式计算得到 其中，W(k)为频域权系数，第一次计算时，在w(1)后面补上Lk个0后进行快速傅立叶变换得到
在以后的计算中W(k)使用迭代更新得到的值 (2.4)计算时域输出信号y(k) 时域输出信号y(k)通过下述公式计算得到 y(k)＝S*IFFT(Y(k))； 其中，
和
分别是Lk阶的零矩阵和单位矩阵，IFFT是快速反傅立叶变换；变换后的y(k)＝[yk(0)，yk(1)，…，yk(Lk-1)]；y(k)即是输出的时域信号。
本发明的优点在于 1、计算量小速度快，能应用于实时要求高的系统中。
2、在矛盾的收敛速度和稳态误差之间找到了平衡点，既能够获得很快的收敛速度又能够获得较低的稳态误差。
3、本方法实现了变块长在工程方面的应用。
图1是现有技术基本的单载波频域均衡系统结构图。
图2是现有技术频域批处理LMS算法均衡流程图。
图3是本发明具体实施例单载波频域均衡系统结构图。
图4是本发明具体实施例改变批处理数据块块长的均衡系统总体结构图。
图5是本发明具体实施例改变批处理数据块块长的均衡系统总体流程图。
图6是本发明具体实施例改变批处理数据块块长的均衡系统内部流程图。
图7是本发明具体实施例批处理模块流程图。
图8是本发明具体实施例预变换模块流程图。
图9是本发明具体实施例预变换快速傅立叶变换流程图。
图10是本发明具体实施例频域输出模块流程图。
图11是本发明具体实施例时域输出模块流程图。
图12是本发明具体实施例批处理数据块块长变换模块流程图。
图13是本发明具体实施例一次更新权系数流程图。
图14是本发明具体实施例二次更新频域权系数流程图。
具体实施例方式 将本发明提供的一种改变批处理数据块块长的均衡系统，应用于单载波频域均衡系统，结构如图3所示。
该改变批处理数据块块长的均衡系统总体结构如图4所示，包括一批处理模块，用于将接收到的时域输入信号分块处理，形成批处理数据块；一预变换模块，用于将第k批批处理数据块之前的、长度与该数据块块长相同的时域输入信号，与该数据块顺序组合，形成预变换数据块；一频域输出信号模块，用于对预变换数据块做快速傅立叶变换，通过计算输出频域信号；一时域输出信号模块，用于对输入的频域信号做快速反傅立叶变换，通过计算输出时域信号；一批处理数据块块长变换模块，用于根据块长变化决定因子ΔL，更新第k+1次批处理数据块块长Lk+1；一频域权系数变换模块，用于根据更新的批处理数据块块长Lk+1，更新频域权系数W(k+1)，所述更新频域权系数包括一次更新频域权系数W’(k+1)和二次更新频域权系数W(k+1)。
根据本发明提供的一种改变批处理数据块块长的均衡方法的总体流程如图5，内部流程如图6，该方法包括以下步骤 (1)参数初始化 需要初始化的参数包括块长L1，块步长因子μB，均衡器时域抽头系数w(1)，频域权系数W(1)。
其中设定批处理块的初始块长L1为256，块步长因子μB为0.0128，设定均衡器时域抽头系数
w(1)中参数的个数为256，等于初始化块的块长L1。频域权系数W(1)通过下述方法求得在向量w(1)后补上L1个零，然后进行FFT变换，即
其中T表示矩阵转置。
另外α、ρ1、ρ2分别表示平衡系数、增长步长、缩短步长，这三个参数的值由外部根据需要给定，可设为α＝0.9，ρ1＝0.5，ρ2＝0.6。
(2)均衡计算 (2.1)对接收到的时域输入信号分块，如图7 一般来说时域输入信号x是以“传输块”为单位进行传输的，通常一次传输的“传输块”包含2n个信号值(即传输块长度为2n)，n的取值范围为5～10，n的值可以根据不同的应用环境随意改变，但是当其值被确定后在传输中就不再改变。本方法的计算步骤中使用“批处理块”作为一个计算单位，本方法中的块长L可以用2m表示，m的取值范围为6～11。
当第k次执行本方法时批处理块块长L用Lk表示，由于块长Lk的值在不同次执行本方法时不同，因此可能出现的情况包括以下三种(1)每次输入的时域输入信号x的传输块长度与批处理块块长L的值相等；(2)每次输入的时域输入信号x的传输块长度比批处理块块长L的值小；(3)每次输入的时域输入信号x的传输块长度比批处理块块长L的值大。当n＝m时，取一整个传输块作为一个批处理块；当n>m时，将一整个传输块以2m为长度顺序拆分为2n-m个批处理块；当n<m时，取2m-n个传输块顺序组合成一个批处理块。
(2.2)形成预变换块，如图8 在步骤(2.1)将第k批批处理数据块之前的、长度与该数据块块长相同的时域输入信号，与该数据块顺序组合，形成预变换数据块。例如当n为8，m为9时，传输块的长度为256，批处理块的长度为512，此时批处理块由两个传输块顺序组合而成，然后在该批处理块的前面增加两个最近输入的传输块形成长度为1024的预变换块。又如当n为9，m为7时，传输块的长度为512，批处理块的长度为128，此时有四个批处理块由传输块中拆分出来，当对第一个批处理块处理形成预变换块时，增加的是该传输块之前最后输入的长度为128的输入信号；当对第二个批处理块处理形成预变换块时，增加的是第一个批处理块；对第三、第四批处理块处理的方法类似。当对第一个批处理块进行处理变换成预处理块时，在它前面增加长度与第一个批处理块长度相同的“0”。
(2.3)快速傅立叶变换，如图9 对预变换块进行快速傅立叶变换，变换后的预变换块称为频域输入信号X(k)。频域输入信号X(k)的计算公式为 X(k)＝FFT[xbp(k)，xb(k)] 上式中FFT表示快速傅立叶变换，xb(k)表示步骤(2.1)得到的批处理块，xbp(k)表示在该批处理块之前增加与该批处理块长度相同的且之前最靠近的该批处理块的输入信号的组合，[xbp(k)，xb(k)]表示步骤(2.2)形成的预变换块。变换后的X(k)可以用表示， 其中表示快速傅立叶变换后的频域值。
(2.4)计算频域输出信号，如图10 频域输出信号Y(k)通过下述公式计算得到 上式中X(k)为步骤(2.3)得到的频域输入信号X(k)，W(k)表示频域权系数，在第一次计算时通过下述公式计算得到，在以后的计算中W(k)使用迭代更新得到的值，
即在w(1)后面补上Lk个0后进行快速傅立叶变换得到，不论第一次计算得到W(1)还是迭代得到的W(k)都可以表示。w(1)取值如步骤(1)所述。
(2.5)计算时域输出信号y(k)，如图11 时域输出信号y(k)通过下述公式计算得到 y(k)＝S*IFFT(Y(k)) 其中
和
分别表示Lk阶的零矩阵和单位矩阵，IFFT表示快速反傅立叶变换。变换后的y(k)用[yk(0)，yk(1)，…，yk(Lk-1)]表示。y(k)就是输出的时域信号。
(3.1)更新块长Lk，如图12 计算块长变化决定因子ΔL，通过下述公式计算得到 如果eav，k＝0、eav，k-eav，k-1≠0，则设置 如果eav，k-eav，k-1＝0，eav，k＝0，则Lk+1＝2Lk； 如果eav，k≠0，eav，k-1＝0，则 当eav，k≠0，eav，k-1≠0时 如果eav，k>＝eav，k-1 如果eav，k<eav，k-1 其中参数α表示平衡系数，它的物理意义是控制增长因子和缩短因子在变化决定因子ΔL中的比例，其取值范围是(0，1)；参数ρ1表示增长步长，它的物理意义是控制增长因子的步长，其取值范围(0，1)；参数ρ2表示缩短步长，它的物理意义是控制缩短因子的步长，其取值范围是(0，1)；这三个参数的值由外部给定。eav，k-1、eav，k分别表示第k-1、k批次的平均绝对误差的值，eav，k通过下述公式计算得到 其中，Lk表示批处理块的块长。
对计算得到的块长变化决定因子ΔL进行判断，若块长变化决定因子ΔL的值大于设定的阈值范围的最大值则Lk+1＝2Lk，若块长变化决定因子ΔL的值小于设定的阈值范围的最小值则令，否则Lk+1＝Lk；其中，块长变化决定因子ΔL的阈值范围应该根据参数α、ρ1、ρ2和实际信道环境来做设定，根据经验可设为[-10，2.5]；得到的Lk+1为下次计算中批处理数据块块长。
在此计算所得新批处理块块长与原批处理块块长的关系是2倍或者1/2的关系。但是也可以是4倍或者1/4的关系、8倍或者1/8关系...2n倍或1/2n关系。之所以这样选择块长变换关系是为了能够适应正反傅立叶变换的要求。如果通过其他方式进行变换域的变换，那么新批处理块块长与原批处理块块长的关系可以是任意倍或者任意倍分之一。例如1.5倍、6倍、7倍等。
(3.2)更新频域权系数W(k) 首先对频域权系数W’(k+1)做一次更新，如图13，表示为 其中μB是块步长因子 Φ(k)＝G*IFFT[XH(k)*E(k)] XH(k)是X(k)的复共轭
和
分别表示Lk阶的零矩阵和单位矩阵。
判定了新的批处理块块长后，如果长度没有变化，则W(k+1)＝W’(k+1)；如果长度有变化，还需要二次更新频域权系数，以备下一次批处理块使用，如图14。
如果Lk+1＝2Lk， 根据前面计算的基本的频域权系数W’(k+1)，计算获得时域系数w’(k+1)，表示为w’(k+1)＝IFFT(W’(k+1)) 利用在w’(k+1)末端内插Lk个零，再进行FFT，获得2Lk长度下的频域权系数W(k+1)，表示为
W(k+1)＝FFT(w(k+1)) 如果 根据前面计算的基本的频域权系数W’(k+1)，抽取W2i’(k+1)，i＝0，…，Lk-1，获得
长度下的频域权系数W(k+1)表示为 至此完成参数更新。
(4)循环 利用新输入的传输块和更新的参数，循环执行步骤(2)、(3)。
权利要求
1、一种改变批处理数据块块长的均衡系统，所述均衡系统包括
一批处理模块，用于将接收到的时域输入信号分块处理，形成批处理数据块；
一预变换模块，用于将第k批批处理数据块之前的、长度与该数据块块长相同的时域输入信号，与该数据块顺序组合，形成预变换数据块；
一频域输出信号模块，用于对预变换数据块做快速傅立叶变换，通过计算输出频域信号；
一时域输出信号模块，用于对输入的频域信号做快速反傅立叶变换，通过计算输出时域信号；
其特征在于，还包括
一批处理数据块块长变换模块，用于根据块长变化决定因子ΔL，更新第k+1次批处理数据块块长Lk+1；若块长变化决定因子ΔL的值大于设定的阈值范围的最大值，则Lk+1＝2Lk，若块长变化决定因子ΔL的值小于设定的阈值范围的最小值，则否则Lk+1＝Lk；其中，块长变化决定因子ΔL的阈值范围应该根据参数α、ρ1、ρ2和实际信道环境来做设定；
一频域权系数变换模块，用于更新频域权系数W(k+1)，所述更新频域权系数包括一次更新频域权系数W'(k+1)和二次更新频域权系数W(k+1)；所述二次更新频域权系数根据更新的批处理数据块块长Lk+1和一次更新频域权系数得到；
所述块长变化决定因子ΔL，通过下述公式计算得到
如果eav，k＝0、eav，k-eav，k-1≠0，则
如果eav，k-eav，k-1＝0，eav，k＝0，则Lk+1＝2Lk；
如果eav，k≠0，eav，k-1＝0，则
当eav，k≠0，eav，k-1≠0时，
如果eav，k>＝eav，k-1，则
如果eav，k<eav，k-1，则
其中，参数α表示平衡系数，用于控制增长因子和缩短因子在块长变化决定因子ΔL中的比例，其取值范围是(0，1)；参数ρ1表示增长步长，用于控制增长因子的步长，其取值范围是(0，1)；参数ρ2表示缩短步长，用于控制缩短因子的步长，其取值范围是(0，1)；所述参数α、ρ1、ρ2的值由外部给定；其中，eav，k-1、eav，k分别表示第k-1、k批次的平均绝对误差的值，eav，k通过下述公式计算得到
其中，ek(i)是e(k)＝[ek(0)，ek(1)，...，ek(Lk-1)]T式中的ek(0)，ek(1)，...，ek(Lk-1)；e(k)是误差信号，e(k)＝d(k)—y(k)；d(k)是时域输出信号值第k批的判决值，d(k)＝[dk(0)，dk(1)，...，dk(Lk-1)]T；
所述一次更新频域权系数通过下述公式得到
其中，μB是块步长因子；Φ(k)＝G*IFFT[XH(k)*E(k)]；XH(k)是X(k)的复共轭；
和
分别表示Lk阶的零矩阵和单位矩阵；
所述二次更新频域权系数通过下述公式得到
如果Lk+1＝Lk，则W(k+1)＝W’(k+1)；
如果Lk+1＝2Lk，根据一次更新频域权系数W’(k+1)，计算获得时域系数w’(k+1)，表示为
w’(k+1)＝IFFT(W’(k+1))；
利用在w’(k+1)末端内插Lk个零，再进行快速傅立叶变换，获得批处理数据块块长为2Lk的二次更新频域权系数W(k+1)，表示为
则，W(k+1)＝FFT(w(k+1))；
如果根据一次更新频域权系数W’(k+1)，抽取W2i’(k+1)，i＝0，…，Lk-1，获得批处理数据块块长为
的二次更新频域权系数W(k+1)表示为
2、一种改变批处理数据块块长的均衡方法，其特征在于，包括如下步骤
(1)参数初始化；
(2)均衡计算；
(3)更新参数；
(4)循环；
其中步骤(3)更新参数包括更新批处理数据块块长在均衡系统对输入信号做批处理、进行均衡计算时，根据块长变化决定因子ΔL更新第k+1次批处理数据块块长Lk+1，具体步骤包括
(3.1)首先对时域输出信号值进行判决，得到第k批的判决值d(k)，表示为
d(k)＝[dk(0)，dk(1)，...，dk(Lk-1)]T；
(3.2)然后求误差信号e(k)，e(k)＝d(k)—y(k)，表示为
e(k)＝[ek(0)，ek(1)，...，ek(Lk-1)]T，
定义ek(i)是上式中的ek(0)，ek(1)，...，ek(Lk-1)；
(3.3)计算块长变化决定因子ΔL，通过下述公式计算得到
如果eav，k＝0、eav，k-eav，k-1≠0，则
如果eav，k-eav，k-1＝0，eav，k＝0，则Lk+1＝2Lk；
如果eav，k≠0，eav，k-1＝0，则
当eav，k≠0，eav，k-1≠0时，
如果eav，k>＝eav，k-1，则
如果eav，k<eav，k-1，则
其中，参数α表示平衡系数，用于控制增长因子和缩短因子在块长变化决定因子ΔL中的比例，其取值范围是(0，1)；参数ρ1表示增长步长，用于控制增长因子的步长，其取值范围是(0，1)；参数ρ2表示缩短步长，用于控制缩短因子的步长，其取值范围是(0，1)；所述参数α、ρ1、ρ2的值由外部给定；其中，eav，k-1、eav，k分别表示第k-1、k批次的平均绝对误差的值，eav，k通过下述公式计算得到
(3.4)对计算得到的块长变化决定因子ΔL进行判断，若块长变化决定因子ΔL的值大于设定的阈值范围的最大值则Lk+1＝2Lk，若块长变化决定因子ΔL的值小于设定的阈值范围的最小值则令否则Lk+1＝Lk；其中，块长变化决定因子ΔL的阈值范围应该根据参数α、ρ1、ρ2和实际信道环境来做设定；得到的Lk+1为下次计算中批处理数据块块长。
3、根据权利要求2所述的均衡方法，其特征在于，所述的步骤(3)参数更新还包括更新频域权系数，包括一次更新频域权系数和二次更新频域权系数，具体步骤如下
(3.5)一次更新频域权系数W’(k+1)
其中，μB是块步长因子；Φ(k)＝G*IFFT[XH(k)*E(k)]；XH(k)是X(k)的复共轭；
和
分别表示Lk阶的零矩阵和单位矩阵；
(3.6)二次更新频域权系数W(k+1)
3.6.1)如果Lk+1＝Lk，则W(k+1)＝W’(k+1)；
3.6.2)如果Lk+1＝2Lk，根据一次更新频域权系数W’(k+1)，计算获得时域系数w’(k+1)，表示为
w’(k+1)＝IFFT(W’(k+1))；
利用在w’(k+1)末端内插Lk个零，再进行FFT，获得批处理数据块块长为2Lk的二次更新频域权系数W(k+1)，表示为
则，W(k+1)＝FFT(w(k+1))；
3.6.3)如果根据一次更新频域权系数W’(k+1)，抽取W2i’(k+1)，i＝0，…，Lk-1，获得批处理数据块块长为
的二次更新频域权系数W(k+1)表示为
4、根据权利要求2所述的均衡方法，其特征在于，步骤(1)中所述参数包括批处理数据块的块长L1，块步长因子μB，均衡器时域抽头系数w(1)，频域权系数W(1)；
其中，均衡系统时域抽头系数w(1)中参数的个数等于初始化批处理数据块的块长L1；
频域权系数W(1)通过下述方法求得在向量w(1)后补上L1个零，然后进行快速傅立叶变换，即
5、根据权利要求2所述的均衡方法，其特征在于，所述的步骤(2)均衡计算中包括下述内容，所述批处理是指批处理模块对接收到的时域输入信号分块处理，时域输入信号x以“传输块”为单位进行传输，一次传输的“传输块”包含2n个信号值，即传输块长度为2n，当批处理模块进行批处理时，将“批处理数据块”作为一个计算单位，批处理数据块块长L用2m表示；当n＝m时，取一整个传输块作为一个批处理数据块；当n>m时，将一整个传输块以2m为长度顺序拆分为2n-m个批处理数据块；当n<m时，取2m-n个传输块顺序组合成一个批处理数据块。
6、根据权利要求2所述的均衡方法，其特征在于，所述的步骤(2)均衡计算中还包括下述内容，在批处理过程中，采用快速傅立叶变换对输入信号进行均衡计算，包括以下步骤
(2.1)形成预变换数据块
将第k批批处理数据块之前的、长度与该数据块块长相同的时域输入信号，与该数据块顺序组合，形成预变换数据块；当对第一个批处理数据块进行处理形成预变换数据块时，在该第一个批处理数据块前面增加长度与其块长相同的“0”；
(2.2)快速傅立叶变换
对预变换块进行快速傅立叶变换，变换后的预变换块称为频域输入信号X(k)；
频域输入信号X(k)的计算公式为
X(k)＝FFT[xbp(k)，xb(k)]；
其中，xb(k)是批处理数据块，xbp(k)是第k批批处理数据块之前的、长度与该数据块块长相同的时域输入信号，[xbp(k)，xb(k)]是预变换数据块；
变换后的X其中，
表示快速傅立叶变换后的频域值；
(2.3)计算频域输出信号
频域输出信号Y(k)通过下述公式计算得到
其中，W(k)为频域权系数，第一次计算时，在w(1)后面补上Lk个0后进行快速傅立叶变换得到
在以后的计算中W(k)使用迭代更新得到的值
(2.4)计算时域输出信号y(k)
时域输出信号y(k)通过下述公式计算得到
y(k)＝S*IFFT(Y(k))；
其中，
和
分别是Lk阶的零矩阵和单位矩阵，IFFT是快速反傅立叶变换；变换后的y(k)＝[yk(0)，yk(1)，…，yk(Lk-1)]；y(k)即是输出的时域信号。
全文摘要
本发明涉及一种改变批处理数据块块长的均衡系统及方法，所述均衡系统包括批处理模块，预变换模块，频域输出信号模块，时域输出信号模块，批处理数据块块长变换模块和频域权系数变换模块；所述均衡方法是根据块长变化决定因子ΔL，更新第k+1次批处理数据块块长Lk+1，并根据更新的批处理数据块块长Lk+1，更新频域权系数W(k+1)，所述更新频域权系数包括一次更新频域权系数W’(k+1)和二次更新频域权系数W(k+1)。本发明的优点在于计算量小速度快，能应用于实时要求高的系统中；在矛盾的收敛速度和稳态误差之间找到了平衡点，既能够获得很快的收敛速度又能够获得较低的稳态误差；本方法实现了变块长在工程方面的应用。
文档编号H04B7/26GK101364840SQ20081022364
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者曾学文, 群 杨, 琳 肖, 刘马飞, 王劲林 申请人:中国科学院声学研究所