专利名称：一种基于半盲算法的流星余迹阵列处理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流星余迹通信领域中的自适应阵列处理设备，特别适用于随机突
发、持续时间短并且拥有传输帧头的流星余迹通信系统应用。
背景技术：
流星余迹通信的特点是信道突发，并且持续时间很短，所以在波束合成时，对自适 应算法的收敛速度要求很高；而且突发信道对系统的跟踪性能以及稳健性能也有很高的要 求。自适应算法包括盲算法和非盲算法。盲算法避开了对信号的相关性限制，但是当解调 器发生差错时，期望信号估计值的重构效果很差，采用这个估计值的盲算法就会导向一个 不正确的权向量解，进一步恶化解调后信号的质量。流星余迹通信的同步需要传输帧头，而 传输帧头正好可以作为非盲算法的训练序列。但是作为训练序列的传输帧头很短，单用非 盲算法是不够的。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对上述背景技术中的不足之处以及流星余迹通信的特 点，巧妙地结合半盲算法与盲算法，在接受传输帧头的时段，采用非盲算法，获得较高的输 出信干噪比，并藉此改善同步的性能，而当传输帧头发送完后，解调器解调出的信号反馈给 阵列处理器，阵列处理器用硬判决值作为伪训练序列，采用盲算法来捕获所需信号并跟踪 信道的变化。具有收敛速度快、计算复杂度小、跟踪性能及稳健性好等特点。 本实用新型的目的是这样实现的 本实用新型基于半盲算法的流星余迹阵列处理器，包括A/D采样模块1-1至1-4、 正交下变频模块2-1至2-4、 CIC滤波模块3-1至3-4、匹配滤波模块4_1至4_4、阵列处理 器模块5、鉴相器模块6、环路滤波模块7、 NC0模块8等部件组成。其中A/D采样模块1_1 至1-4的输入端口 1分别与外部的输入信号A至D端口相连，A/D采样模块1-1至1-4的 输出端口 2分别与正交下变频模块2-1至2-4的输入端口 1相连；正交下变频模块2-1至 2-4的输出端口 3与CIC滤波模块3-1至3-4的输入端口 1相连；CIC滤波模块3_1至3_4 的输出端口 2与匹配滤波模块4-1至4-4的输入端口 1相连；匹配滤波模块4-1至4-4的 输出端口 2分别与阵列处理器模块5的输入端口 1至4相连；阵列处理器模块5的输入端 口 5至6分别与外部的输入信号E至F相连；阵列处理器模块5的输出端口 7至8与鉴相 器模块6的输入端口 1至2相连；鉴相器模块6的输出端口 3与环路滤波模块7的输入端 口 1相连；环路滤波模块7输出端口 2与NC0模块8的输入端口 1相连；NC0模块8的输出 端口 2至5分别与正交下变频模块2-1至2-4的输入端口 2相连。阵列处理器模块5的输 出端口 7至8分别与外部的输出信号G至H相连。 本实用新型的阵列处理器模块5包括权值更新模块9、波束合成模块10、定时提 取模块11、判决反馈模块12-1至12-2、选择开关模块13-1至13-2、误差产生模块14-1至 14-2。所述的权值更新模块9的输入端口 l至4分别与匹配滤波模块4-l至4-4的输出端口 2相连；权值更新模块9的输入端口 5至6分别与误差产生模块14-1至14-2的输出 端口 3相连；权值更新模块9的输出端口 7至10分别与波束合成模块10的输入端口 5至 8相连；波束合成模块10的输入端口 1至4分别与匹配滤波模块4-1至4-4的输出端口 2 相连；波束合成模块10的输出端口 9至10分别与判决反馈模块12-1至12-2的输入端口 1相连；判决反馈模块12-1至12-2的输入端口 2分别与定时提取模块11的输出端口 1相 连；判决反馈模块12-1至12-2的输出端口 3分别与选择开关模块13-1至13_2的输入端 口 2相连；选择开关模块13-1至13-2的输入端口 1分别与外部的输入信号E至F相连；选 择开关模块13-1至13-2的输出端口 3分别与误差产生模块14-1至14-2的输入端口 2相 连；误差产生模块14-1至14-2的输入端口 1分别与波束合成模块10的输出端口 9至10 相连；波束合成模块10的输出端口 9至10分别与外部的输出信号G和H相连。 本实用新型相比背景技术具有如下优点 1.计算复杂度小。采用LMS算法作为半盲算法的基础，降低了计算复杂度。 2.系统稳健性能好。由于在开始用传输帧头作为训练序列，使用了非盲算法，相比 较盲算法有了更好的稳健性能。 3.系统跟踪性能好。在传输帧头发送完后，使用判决导向算法，来对信道的变化进 行实时的跟踪。4.收敛速度快。变步长LMS算法相比传统的固定步长LMS算法收敛速度加快。
图1是本实用新型的电原理方框图； 图2是本实用新型阵列处理器5实施例的电原理图。
具体实施方式参照图1至图2，本实用新型由A/D采样模块组1-1至l-4、正交下变频模块组2-l 至2-4、CIC滤波模块组3-1至3-4、匹配滤波模块组4-1至4_4、阵列处理器5、鉴相器6、环 路滤波模块7、 NC0模块8等部件组成。图1是本实用新型的电原理方框图，实施例按图1 连接线路。其中来自下变频的中频信号经A/D采样模块组1-1至l-4后再经过正交下变频 模块组2-1至2-4变到零频，用CIC滤波模块组3-1至3-4和匹配滤波模块组4_1至4_4 进行降采样并滤除干扰分量后，送入到阵列处理器5，阵列处理器5的输出送入鉴相器6、环 路滤波模块7和NCO模块8，用于恢复接收信号的定时和相干载波。 本实用新型阵列处理器5的作用是进行自适应波束合成。它由权值更新模块9、波 束合成模块10、定时提取模块11、判决反馈模块组12-1至12-2、选择开关模块组13-1至 13-2、误差产生模块组14-1至14-2组成。图2是本实用新型阵列处理器5实施例的电原 理图，并按其连接线路。在接收传输帧头E与F的时段，权值更新模块9采用改进的LMS算 法来更新权值，获得较高的输出信干噪比，并藉此改善同步的性能。当传输帧头E与F发送 完后，将波束合成模块10的输出分1、Q两路信息送入判决反馈模块组12-1至12-2，得到硬 判决值作为伪训练序列，权值更新模块9采用判决导向算法来更新权值，捕获所需信号并 跟踪信道的变化；定时提取模块11的作用是定时提取输入信息进行判决；选择开关模块组 13-1至13-2的作用是当接收传输帧头E与F的时段，将传输帧头E与F作为训练序列，当接收传输帧头E与F发送完成，则将判决反馈输出的硬判决值作为伪训练序列；误差产生模 块组14-1至14-2的作用是将波束合成模块10的输出与选择开关模块组13-1至13-2的 输出相减，得到误差，送入权值更新模块9 ;最后将在波束合成模块10中进行波束合成。 本实用新型简要工作原理如下 阵列处理器5中，将匹配滤波模块组4-1至4-4的输出端口 2的输出x (n)分别送 入波束合成模块10和权值更新模块9，则波束合成模块10的输出为 y(n) = W(n"x(n) 其中W(n)为权值。误差产生14-1至14-2误差为 e (n) = d (n) -y (n) =d(n)_WHx(n) d(n)为期望信号，由选择开关模块组13-1至13-2控制其取值，发送传输帧头期 间，将传输帧头作为训练序列，等到传输帧头发送完成，这时权值已经收敛，再用判决反馈 模块组12-1至12-2的输出作为伪训练序列继续微调权值以适应信道环境的变化。权值的 迭代公式如下 W (n+1) = W (n) + ii x (n) e* (n) 其中，用变步长代替了传统算法中的固定步长P ，以提高LMS算法的收敛速度。
权利要求一种基于半盲算法的流星余迹阵列处理器，包括A/D采样模块组(1-1)至(1-4)、正交下变频模块组(2-1)至(2-4)、CIC滤波模块组(3-1)至(3-4)、匹配滤波模块组(4-1)至(4-4)、鉴相器(6)、环路滤波模块(7)、NCO模块(8)，其特征在于还包括阵列处理器(5)，其中A/D采样模块组(1-1)至(1-4)的输入端口1分别与外部的输入信号A、B、C、D端口相连，A/D采样模块组(1-1)至(1-4)的输出端口2分别与正交下变频模块组(2-1)至(2-4)的输入端口1相连；正交下变频模块组(2-1)至(2-4)的输出端口3与CIC滤波模块组(3-1)至(3-4)的输入端口1相连；CIC滤波模块组(3-1)至(3-4)的输出端口2与匹配滤波模块组(4-1)至(4-4)的输入端口1相连；匹配滤波模块组(4-1)至(4-4)的输出端口2分别与阵列处理器(5)的输入端口1至4相连；阵列处理器(5)的输入端口5至6分别与外部的输入信号E至F相连；阵列处理器(5)的输出端口7至8与鉴相器(6)的输入端口1至2相连；鉴相器(6)的输出端口3与环路滤波模块(7)的输入端口1相连；环路滤波模块(7)输出端口2与NCO模块(8)的输入端口1相连；NCO模块(8)的输出端口2至5分别与正交下变频模块组(2-1)至(2-4)的输入端口2相连，阵列处理器模块(5)的输出端口7至8分别与外部的输出信号G和H相连。
2. 根据权利要求1所述一种基于半盲算法的流星余迹阵列处理器，其特征在于阵列 处理器(5)包括权值更新模块(9)、波束合成模块(10)、定时提取模块(11)、判决反馈模块 组(12-1)至(12-2)、选择开关模块组(13-1)至(13-2)、误差产生模块组(14-1)至(14-2)， 所述的权值更新模块(9)的输入端口 l至4分别与匹配滤波模块组(4-1)至(4-4)的输出 端口 2相连；权值更新模块(9)的输入端口 5至6分别与误差产生模块组(14-1)至(14-2) 的输出端口 3相连；权值更新模块(9)的输出端口 7至10分别与波束合成模块(10)的输 入端口 5至8相连；波束合成模块(10)的输入端口 1至4分别与匹配滤波模块组(4-1)至 (4-4)的输出端口 2相连；波束合成模块(10)的输出端口 9至10分别与判决反馈模块组 (12-1)至(12-2)的输入端口 l相连；判决反馈模块组(12-1)至(12-2)的输入端口 2分 别与定时提取模块(11)的输出端口 l相连；判决反馈模块组(12-1)至(12-2)的输出端口 3分别与选择开关模块组(13-1)至(13-2)的输入端口 2相连；选择开关模块组(13-1)至 (13-2)的输入端口 1分别与外部的输入信号E至F相连；选择开关模块组(13-1)至(13-2) 的输出端口 3分别与误差产生模块组(14-1)至(14-2)的输入端口 2相连；误差产生模块 组(14-1)至(14-2)的输入端口 1分别与波束合成模块(10)的输出端口 9至10相连；波 束合成模块(10)的输出端口 9至10分别与外部的输出信号G和H相连。
专利摘要本实用新型公开了一种基于半盲算法的流星余迹阵列处理器，它包括A/D采样模块组、正交下变频模块组、CIC滤波模块组、匹配滤波模块组、鉴相器、环路滤波模块、NCO模块和阵列处理器；其中阵列处理器又包括权值更新模块、波束合成模块、定时提取模块、判决反馈模块组、选择开关模块组、误差产生模块组。本实用新型在接受训练序列的时段，采用非盲算法，获得较高的输出信干噪比，并藉此改善同步的性能，而当训练序列发送完后，解调器解调出的信号反馈给阵列处理器，阵列处理器用硬判决值作为伪训练序列，采用盲算法来捕获所需信号并跟踪信道的变化。本实用新型具有收敛速度快、计算复杂度小、跟踪性能及稳健性好等特点。
文档编号H04L27/26GK201533319SQ200920104740
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者陈玮 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所