一种用于短扩频码通信系统的码元级lms自适应均衡方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种码元级LMS自适应均衡方法，特别涉及一种应用于短扩频码通信 系统中的码元级LMS自适应均衡方法，属于无线通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 扩频技术是无线通信系统中一种传输技术，它通过扩展发射信号的频谱宽度来提 高通信系统的抗干扰性能。扩频发射信号占用的带宽一般远大于传输信息所需要的最小带 宽。
[0003] -般认为，扩频系统具有良好的抗多径干扰的能力，对于直接序列扩频系统，当最 大多径时延小于一个码元周期时，利用扩频序列良好的自相关特性，解扩后，多径干扰可以 得到有效地抑制；使用RAKE接收机还可以搜集合并接收到的多径能量，进一步提高系统的 性能。
[0004] 但是，对于短扩频码通信系统，尤其是多用户的短扩频码通信系统，扩频码的自相 关特性不理想，多径干扰会造成严重的用户间干扰，此时必须采用好的均衡技术以抵抗多 径干扰。
[0005] 在扩频信号的均衡算法中，可以采用码片级均衡算法来对抗多径干扰，但由于算 法吞吐量不高，此种方法对处理时延的要求较高。在宽带无线扩频通信系统中，往往因为不 能够及时进行运算，大大延长了收敛时间，降低系统性能。同时，应对长多径干扰的码片级 均衡器需要较长的均衡阶数，大大增加了系统的运算复杂度和算法的处理时延。
[0006] 本发明就是针对上述背景，提出了一种应用于短扩频码系统的码元级均衡算法。 本算法能够在计算复杂度和均衡性能同码片级均衡算法相当的前提下，提高了均衡算法的 计算吞吐量，在算法的实现中，能够降低收敛时延，提高系统性能。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为解决短扩频码通信系统中长多径延时干扰的问题，提出了一种 用于短扩频码通信系统的码元级LMS自适应均衡方法。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009] 一种用于短扩频码通信系统的码元级LMS自适应均衡方法，包括以下步骤：
[0010] 不失一般性，设扩频系统共包括U路用户信号，扩频码长度为G。
[0011] 步骤1 :在信号捕获阶段，利用滑动相关捕获中，相关峰之间的时差，对信道的多 径干扰做一个估计，确定最长多径时延影响的码元长度N;
[0012] 步骤2 :设置码元均衡阶数为2XN+1 ;
[0013] 步骤3 :直接对捕获后的扩频信号进行解扩得到U路用户信号；
[0014] 步骤4 :初始化符号均衡器抽头系数W为一 [U，UX(2XN+1)]矩阵：
[0015] 1=[11，12，...，1，...，％]1，其中
[0018] 步骤5 :令i时刻接收到解扩后U路信号包括前后N个码元的码元向量，表示为：
[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] 步骤6 :经过本均衡矩阵均衡后的符号为：Z(i) =W(i)XY(i)，其中
[0022] Z(i) = [Z1Q),z2(i)，…，ZuQ)]1;
[0023] 步骤7 :在导频符号阶段，使用当前i时刻各用户导频符号du⑴，I<u<U同均 衡后符号zu(i)相减，求出符号误差
[0024] E(i) =Iie1Q),e2(i)，…，eu(i)]T，eu(i) =du(i)_zu(i);
[0025] 步骤8 :令均衡矩阵更新矩阵为：
[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为步长因子，它可以为一常数或可按照某种方法优选的变量；
[0029] 步骤9 :重复步骤6到步骤8,直到E(i) = [eji)，e2(i),…，euQ)]1收敛。
[0030] 有益效果
[0031] 本发明方法的原理是基于最小均方准则的LMS自适应均衡算法。受多径干扰的扩 频信号解扩后，可看成是受用户间码元干扰的多路信号，且此用户间干扰具有时不变特性。 利用导频信号和自适应均衡算法，理论上可以在码元级完全消除多用户间干扰。
[0032] 对比现有技术，本发明具有以下优点：
[0033] (1)复杂度低，采用LMS自适应均衡算法在码元级对解扩后的信号做均衡，不涉及 矩阵求逆等复杂运算；
[0034] (2)吞吐量高，本发明方法用于对解扩后的信号做均衡后，能够有效降低算法运算 的处理时延，避免了因为系统处理时延而导致均衡器性能大幅下降。
【附图说明】：
[0035] 图1为本发明实施例一种用于短扩频码通信系统的码元级LMS自适应均衡方法流 程不意图。
[0036] 图2为应用本发明实施例进行符号均衡与码片均衡的码元级均方误差收敛曲线 对比图。
【具体实施方式】
[0037] 为使本发明的目标，技术方案及优点更加清楚明确，下面将结合附图对本发明的 实施例进行详细的描述。本实施例以本发明的技术方案为指导进行实际的实践核验，同 时给出了详细的实施方式和具体的操作流程，但本发明的保护范围并不只限于如下的实施 例。
[0038] 本发明所述方法是一种码元级的LMS自适应均衡方法，为实现本发明，在系统开 始进行均衡之前需要先发送一定数量的已知符号作为训练序列，然后本方法能够利用训练 序列进行收敛，消除用户间的符号干扰。每次迭代过程包含了均衡滤波，误差计算和自适应 更新均衡器抽头向量三个步骤。
[0039] 实施例1
[0040] 如图1所示为实施例一种用于短扩频码通信系统的码元级LMS自适应均衡方法流 程示意图，设置传输信号为码分复用的8路BPSK信号，取其前10000个符号作为导频序列， 扩频码为8路Walsh码，扩频比G= 8 ;信道采用一个带直射径的多径衰落信道，过程如下： [0041] 步骤1 :在接收机捕获信号期间，利用滑动相关捕获中，最大可分辨相关峰之间的 时差T，对信道的多径干扰做一个估计，确定最长多径时延影响的码元长度N=T/Ts，其 中Ts为一个码元的持续时间。案例中，选取N= 5 ;
[0042] 步骤2:解扩后的各用户导频信号du(N+l)进入系统数据寄存部分。设N为最长多 径影响的符号范围，则每个用户符号寄存器中保存（2N+1)个用户符号。
[0043] 步骤3:初始化符号均衡器抽头系数W为一 [U，UX(2XN+1)]矩阵：
[0047] 步骤4:令i时刻接收到解扩后U路信号包括前后N个码元的码元向量表示为：
[0048]Y(i) = [yji)，y2(i)，…，yu(i)，…，yu(