[發(fā)明專利]一種單載波解調(diào)方法和系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010228243.2
• 申請(qǐng)日: 2010-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101909028A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴玉奎;朱亮;葛寧;陸建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/00
• 分類號(hào): H04L27/00;H04L25/03
• 代理公司: 北京潤(rùn)澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單載波解調(diào)方法和系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。

背景技術(shù)

有記憶信道的多徑時(shí)延擴(kuò)展會(huì)引起跨符號(hào)干擾(ISI，Inter-SymbolInterference)，而且較長(zhǎng)的時(shí)延擴(kuò)展會(huì)引起嚴(yán)重的ISI干擾，將導(dǎo)致單載波通信的接收端解調(diào)出現(xiàn)大量誤碼，嚴(yán)重降低接收性能。尤其對(duì)于環(huán)境惡劣的無(wú)線多徑信道，深衰落會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重ISI。

單載波通信對(duì)付多徑信道時(shí)延一般采用均衡技術(shù)，其通常分為兩類：

1、線性均衡技術(shù)；

常用的線性均衡算法常用的算法有迫零(ZF，Zero?Forcing)算法和最小均方誤差(MMSE，Minimum?Mean?Squared?Error)算法，線性均衡算法相對(duì)簡(jiǎn)單，信道頻域沒(méi)有深衰落時(shí)可以較好地消除信道影響。

但是，當(dāng)無(wú)線信道存在長(zhǎng)延時(shí)多徑時(shí)，信道頻域響應(yīng)中會(huì)出現(xiàn)很多的零點(diǎn)深衰落。為了補(bǔ)償零點(diǎn)處的ISI干擾，線性均衡技術(shù)必須對(duì)該段頻譜進(jìn)行放大，從而使該頻段的噪聲大幅度增強(qiáng)，大大降低系統(tǒng)的信噪比，導(dǎo)致解調(diào)性能嚴(yán)重變差。

2、非線性均衡技術(shù)。

最大似然序列估計(jì)(MLSE，Maximum?likelihood?sequence?estimation)是一種非線性均衡技術(shù)，其基本思想是遍歷所有可能的輸入序列，從中選出與接收符號(hào)具有最大相似性的輸入序列作為估計(jì)結(jié)果。由于MLSE不需要使用濾波器，因此沒(méi)有線性均衡的濾波后噪聲增強(qiáng)的問(wèn)題，因此MLSE是一種性能最佳的解調(diào)算法。

而MLSE估計(jì)的問(wèn)題在于復(fù)雜度過(guò)高，Viterbi算法將序列無(wú)窮長(zhǎng)的判決收斂改為大約5倍信道時(shí)延長(zhǎng)度的回溯，在信道時(shí)延較短的場(chǎng)合，如磁盤(pán)記錄信道下，Viterbi算法能夠降低復(fù)雜度。但是在長(zhǎng)延時(shí)的無(wú)線信道中，由于Viterbi算法的復(fù)雜度仍然和信道長(zhǎng)度L呈指數(shù)關(guān)系(為C^L，其中，C為多進(jìn)制符號(hào)的星座點(diǎn)數(shù))，因而Viterbi算法在長(zhǎng)時(shí)延擴(kuò)展的信道下復(fù)雜度極高。

總之，需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題就是：如何能夠在具有較佳解調(diào)性能的前提下降低解調(diào)復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種單載波解調(diào)方法和系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，用以在較佳解調(diào)性能的前提下降低解調(diào)復(fù)雜度。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種單載波解調(diào)方法，包括：

在發(fā)送端，將UW字加入調(diào)制符號(hào)；

在接收端，對(duì)信道矩陣H進(jìn)行QR分解，得到正交矩陣Q和上三角矩陣R；

對(duì)接收的數(shù)據(jù)信號(hào)向量Y，左乘Q^H，得到正交化的接收向量Z，其中，Q^H為正交矩陣Q的共軛轉(zhuǎn)置矩陣；

根據(jù)所述UW字、上三角矩陣R和接收向量Z，對(duì)解調(diào)符號(hào)進(jìn)行最大似然估計(jì)。

優(yōu)選的，所述對(duì)解調(diào)符號(hào)進(jìn)行最大似然估計(jì)的步驟，包括：

針對(duì)除UW字外的上三角矩陣R的每一行，計(jì)算累計(jì)歐氏距離；

根據(jù)所述累計(jì)歐氏距離選取當(dāng)前數(shù)據(jù)符號(hào)序列；

依據(jù)UW字長(zhǎng)度，判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)符號(hào)序列中元素?cái)?shù)目是否滿足預(yù)置條件，若是，則根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)符號(hào)序列進(jìn)行判決，得到解調(diào)符號(hào)；否則，返回執(zhí)行所述計(jì)算累計(jì)歐氏距離的步驟。

優(yōu)選的，所述根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)符號(hào)序列進(jìn)行判決的步驟包括：

根據(jù)累計(jì)歐氏距離，對(duì)P個(gè)當(dāng)前數(shù)據(jù)符號(hào)序列進(jìn)行硬判決或軟判決，其中，p為自然數(shù)。

優(yōu)選的，所述接收向量Z與上三角矩陣R之間的關(guān)系為：

其中，是加性白色高斯噪聲，s是待解調(diào)信號(hào)向量。

優(yōu)選的，通過(guò)以下步驟獲取信道矩陣H：

在接收端提取UW字；

依據(jù)所述UW字，通過(guò)計(jì)算信道的時(shí)域沖擊響應(yīng)，得到信道矩陣H。

優(yōu)選的，所述調(diào)制符號(hào)長(zhǎng)度為UW字長(zhǎng)度的T倍，其中，5＜T＜6。

依據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明還公開(kāi)了一種單載波解調(diào)系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其中，所述發(fā)射機(jī)包括：

UW字加入模塊，用于將UW字加入調(diào)制符號(hào)；

所述接收機(jī)包括：

QR分解模塊，用于對(duì)信道矩陣H進(jìn)行QR分解，得到正交矩陣Q和上三角矩陣R；

正交化模塊，用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)信號(hào)向量Y，左乘Q^H，得到正交化的接收向量Z，其中，Q^H為正交矩陣Q的共軛轉(zhuǎn)置矩陣；

估計(jì)模塊，用于根據(jù)所述UW字、上三角矩陣R和接收向量Z，對(duì)解調(diào)符號(hào)進(jìn)行最大似然估計(jì)。

優(yōu)選的，所述估計(jì)模塊包括：