专利名称：一种基于梯度向量的变步长最小均方信道均衡方法
技术领域：
本发明涉及一种信号处理方法，具体地说是一种基于梯度向量的变步长最小均方 信道均衡方法。
背景技术：
在通信、雷达、声纳、工业控制、地震勘探及生物医学等领域，都存在数字基带传输 系统的应用。在数字基带传输系统中，由于信道特性不理想引起数字基带信号各码元波形 失真，从而使前后码元波形相互重叠，导致接收端抽样判决困难，这一现象称为码间干扰 (Inter-Symbol Interference，简称ISI)。为了抑制码间干扰，减少信号失真，保证通信 质量，在实际的数字传输系统中需要对整个系统的传递函数进行校正，使其接近无失真传 输的条件，校正的过程即为均衡技术。所谓均衡技术是指用来处理码间干扰的算法和实现 方法，它在信息传输过程中起着重要作用，能够补偿信道的非理想性，使得高速通信成为可 能。码间干扰被认为是在移动无线通信信道中传输高速率数据时的主要障碍，而均衡正是 对付码间干扰的一项技术。因为很多数字通信系统的信道，例如无线移动通信信道，其特性是未知的，要求接 收端的均衡器必须具有自适应的能力，所以，无线信道均衡器应采用自适应信号处理的相 关算法，以实现高性能的信道均衡，这类均衡器称为自适应均衡器。在实际应用中多采用横 向均衡器来完成信道均衡。横向均衡器是多个抽头延迟单元的组合，可用横向滤波器来实 现，横向滤波器的结构如
图1所示，其中τγ代表信号延迟，输入信号为χ (η)，经信号延迟得 到输入到滤波器的输入向量x(n) = [χ (η), x(n-l),…，χ (n_L+l)]，输入向量长度与滤波 器长度相同为L，滤波器权向量可被表示为W= [w0,wi;…，Ww]，其中％，W1,…，Wm为权 系数，各滤波器输出的信号累加得到输出信号y (η)，在接收端产生期望信号序列χ (η- τ )， 其中τ表示信道延迟时间。输出信号y(n)与期望信号χ(η-τ)作差得到误差信号e (η)， η表示时间索引。自适应滤波算法的目的即不断调整权系数w使误差信号达到最小。在横向滤波器设计过程中通常采用最小均方算法来确定滤波器抽头权值。基于 维纳滤波理论发展起来的最小均方(Least Mean Square，简称LMS)算法结构简单，性能稳 定，计算复杂度低，易于硬件实现，是在实际中应用最广泛的自适应滤波算法之一。然而传 统LMS算法的主要缺点是收敛速度慢，这严重地影响了它在某些对收敛速度要求较高的系 统中的应用。如何设计收敛速度快的LMS算法，使其能够提高通信系统中的信道均衡速度 是研究人员不断努力的目标。提高LMS算法收敛速度的一个手段是利用梯度向量来迭代时变步长而得到变步 长LMS算法。利用梯度向量进行步长迭代更新的代表方法有Mathew方法[V. J. Mathews and Ζ. Xie. A stochastic gradient adaptive filter with gradient adaptive step size. IEEE Trans. Signal Processing. 1993,41(6) :2075_2087P]禾口 WeePeng 方法[W. Ang and B. Farhang-Boroujeny. A new class of gradient adaptive step-size LMS algorithms. IEEE Trans. Signal Processing. 2001,49 (4) :805_810P]。尽管 Mathew 方法禾口 WeePeng 方法对LMS均衡算法的收敛速度有一定的提高，然而为了满足对自适应均衡的更高要求，需 要寻求具有更快收敛速度的信道均衡方法。
发明内容
本发明针对传统LMS算法的收敛速度慢以及目前LMS算法的收敛速度不能满足对 自适应均衡的更高要求的缺点，提供一种基于梯度向量的变步长最小均方信道均衡方法。—种基于梯度向量的变步长最小均方信道均衡方法，具体包括以下步骤步骤一、根据通信均衡系统要求的稳态误差指标J^.mJ -)，设置参数P
权利要求
1.一种基于梯度向量的变步长最小均方信道均衡方法，其特征在于，该方法具体包括 以下步骤步骤一、根据通信均衡系统要求的稳态误差指标Jra,toad(⑴)，设置参数P
2.根据权利要求1所述的一种基于梯度向量的变步长最小均方信道均衡方法，其特征 在于，步骤一与步骤三中所述的平滑参数β取值为0.99。
全文摘要
本发明提供的是一种基于梯度向量的变步长最小均方信道均衡方法，首先根据系统要求的稳态误差指标得到参数P，然后根据误差信号计算梯度向量的平滑量，根据参数P与梯度向量的平滑量计算得到时变步长，再根据误差信号以及时变步长计算得到均衡器权系数，重复该过程直至训练过程结束，将最后得到的均衡器权系数设定为当前均衡器的权系数。本发明实现容易，具有更快的收敛速度和更小的稳态误差，并快速获得均衡器的最佳权系数，使均衡器达到了快速自适应均衡的效果。
文档编号H04L25/03GK102137052SQ20111005829
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者刘利强, 刘厂, 周卫东, 张勇刚, 李宁, 高峰 申请人:哈尔滨工程大学