基于PBCC传输方式的WLAN接收机简化设计

1、    基于PBCC传输方式的WLAN接收机简化设计摘要：对于采用分组二进制卷积编码(PBCC)传输方式的无线局域网(WLAN)系统，其接收机通常由预滤波器及均衡器两部分组成。预滤波器通常采用白化匹配滤波器(WMF)，以使整个系统满足最小相位条件；均衡器普遍采用减状态均衡算法，以取得算法复杂性与MLSE算法性能之间的折衷。为了降低预滤波环节的计算复杂度，提出一种简单的采用迫零准则设计预滤波器的方法。仿真结果表明，该方法可以大大降低接收机的复杂度，且接收性能与原有设计方摘 要：对于采用分组二进制卷积编码(PBCC)传输方式的无线局域网(WLAN)系统，其接

2、收机通常由预滤波器及均衡器两部分组成。预滤波器通常采用白化匹配滤波器(WMF)，以使整个系统满足最小相位条件；均衡器普遍采用减状态均衡算法，以取得算法复杂性与MLSE算法性能之间的折衷。为了降低预滤波环节的计算复杂度，提出一种简单的采用迫零准则设计预滤波器的方法。仿真结果表明，该方法可以大大降低接收机的复杂度，且接收性能与原有设计方法基本相当。关键词：分组二进制卷积编码；预滤波器；减状态均衡；迫零准则0 引 言    对于采用PBCC调制方式的高速无线局域网系统而言，信号经过多径信道传输后，接收信号中包含码间干扰及噪声的影响。因此在接收端必须采用均衡算法，以得到发

3、送信息的可靠估计。众所周知，最佳的均衡算法为极大似然序列检测(MLSE)算法。然而，当信道存在较大的时延扩展或采用非二元的信号形式时，MLSE算法的复杂性很高。因此，在实际系统中需要采用次最佳的均衡算法，如：判决反馈均衡、减状态序列估计、M算法等。所有这些算法且基本思想均在于降低系统网格的复杂性，并在网格已确定的情况下减少幸存路径的数目。对于这类次最佳且基于网格搜索的均衡器而言，通常认为需要整个系统的离散冲激响应满足最小相位条件，方能获得理想的性能。因此，一般需要在均衡器之前引入一个离散时间预滤波器，将信道冲激响应转化为相应的最小相位形式。相应地，接收机设计为由预滤波器和均衡器两部分组成，预滤

4、波器也可视作信道前径均衡器。对预滤波器的设计通常采用白化匹配滤波器，但白化匹配滤波器系数的求取较为复杂，并且经过白化匹配滤波器后的信号包含多路后径的影响，从而增加了后续均衡器的复杂性。为了简化接收机的设计，提出了一种采用迫零准则设计预滤波器的方法，并结合M算法完成后续的减状态均衡处理。采用该方法可以有效地降低接收机的复杂度，并保持接收性能与原有设计方法基本相当。1 接收机框图    本文采用的接收机框图如图1所示。首先，接收到的基带数据经AD变换后得到数字采样信号；然后，利用接收到的前导码信号进行信道冲激响应估计，并利用该信道估计结果完成预滤波及均衡参数计算；最后

5、，对采样信号进行预滤波及减状态均衡处理以得到相应的输出数据。图1中的预滤波器为采用迫零准则设计的FIR滤波器，具体的预滤波器系数求取方法见第2部分。图1中的减状态均衡采用M算法，具体实现见第3部分。2 预滤波器系数求取    采用IEEE 80211标准中推荐的指数衰减信道模型作为本文中的信道模型。研究表明，室内无线信道中信道后径数目较多为主要成分，信道前径通常很短，数目较少。本文采用的信道冲激响应hji=O，1，2，10)共包含11条路径，其中包含2路前径，1路主径及8路后径。在单个数据包发送时间内信道不会发生剧烈变化，因此可以使用每个数据帧的前导码部分包含的巴

6、克码进行信道冲激响应估计。在得到信道冲激响应估计值hj之后，采用迫零准则计算预滤波器即前馈滤波器(Feed Forward Filter)的系数fffkK=0，1，2。具体算法如式(1)：       将信道冲激响应估计值hj与前馈滤波器系数fffk进行卷积，可得到等效冲激响应gii=0，1，2，12)。等效冲激响应前四个值均近似为零，因此均衡器只需考虑后9条路径，包括1条主径和8条后径的影响。将等效冲激响应gi截断为fi(i=0，1，2，8)。3 均衡算法31 极大似然序列估计    对于经预滤波处理后的输出序列vk，极大似然序列估计的目的是选择一个输入码元序列的估计Ik)，使得似然函数最大化。因为度量：