[發(fā)明專利]一種基于雙向時(shí)域均衡的軟信息迭代接收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810902892.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN109246039B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余華;曹鼎;季飛;陳芳炯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/03
• 分類號(hào): H04L25/03;H04L25/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開了一種基于雙向時(shí)域均衡的軟信息迭代接收方法，適用于超奈奎斯特(FTN)傳輸系統(tǒng)，該方法在時(shí)域上對(duì)信道進(jìn)行正向和反向信道估計(jì)的基礎(chǔ)上，使用加權(quán)合并均衡方法，采用軟信息迭代均衡(Turbo均衡)結(jié)構(gòu)，通過迭代交換軟信息，充分利用信道編碼的糾錯(cuò)增益，有效地提高系統(tǒng)的誤碼性能；同時(shí)，利用Turbo迭代中發(fā)送數(shù)據(jù)符號(hào)的估計(jì)均值進(jìn)行信道估計(jì)，能夠更好的跟蹤信道變化。相對(duì)于其他方法，本發(fā)明方法能更有效地消除信道帶來(lái)的符號(hào)間干擾，也能有效對(duì)抗FTN傳輸系統(tǒng)中自身攜帶的符號(hào)間干擾，同時(shí)具有更低的計(jì)算復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于超奈奎斯特傳輸系統(tǒng)，基于雙向時(shí)域均衡的軟信息迭代接收方法，同時(shí)適用于時(shí)變多徑高ISI信道。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，特別是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)以及物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線傳輸速率需求正在以指數(shù)增長(zhǎng)，無(wú)線電頻譜資源匱乏的狀況日益凸顯。因此，在未來(lái)移動(dòng)通信中引入新的技術(shù)來(lái)提高頻譜效率成為通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，而超奈奎斯特(Faster Than Nyquist,FTN)傳輸系統(tǒng)，可使信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速率高于傳統(tǒng)的奈奎斯特速率，具有高吞吐率、高系統(tǒng)容量、高頻譜效率的優(yōu)點(diǎn)。但眾所周知，F(xiàn)TN違反了奈奎斯特準(zhǔn)則，人為的引入了系統(tǒng)自身的符號(hào)間干擾(ISI)。

此外，在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，信號(hào)從發(fā)射機(jī)到達(dá)接收機(jī)的過程會(huì)受到各種復(fù)雜地形、建筑、大氣層的反正、散射以及折射的影響，形成多徑效應(yīng)；同時(shí)，由于移動(dòng)端的高速移動(dòng)和傳輸環(huán)境的急劇變化，形成多普勒效應(yīng)。這就使得發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的無(wú)線信道更加難以控制。在FTN傳輸系統(tǒng)中，接收機(jī)接收到的信號(hào)在時(shí)變多徑信道的影響下產(chǎn)生了嚴(yán)重的幅度和相位畸變，再加上FTN系統(tǒng)調(diào)制引入自身的符號(hào)間干擾。因此，F(xiàn)TN傳輸系統(tǒng)中，需要更加復(fù)雜的信道估計(jì)和均衡技術(shù)來(lái)消除ISI。

在FTN系統(tǒng)中，最根本的目的是提高頻譜效率，但是如果信道估計(jì)不準(zhǔn)確，均衡器的性能必然會(huì)下降，ISI得不到有效的消除，誤碼率上升，而誤碼率是通信系統(tǒng)最重要的性能指標(biāo)。因此，在不增加接收方法復(fù)雜度的前提下，如何進(jìn)一步提高FTN傳輸系統(tǒng)的信道估計(jì)精確性以及均衡器準(zhǔn)確性，有必要考慮一種基于雙向時(shí)域均衡的軟信息迭代接收方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于雙向時(shí)域均衡的軟信息迭代接收方法，針對(duì)超奈奎斯特傳輸系統(tǒng)，在時(shí)域上利用訓(xùn)練序列對(duì)信道進(jìn)行雙向精確估計(jì)，在均衡器和譯碼器之間通過迭代來(lái)交換軟信息，從而避免使用硬判決造成信息的損失；同時(shí)，在迭代的過程中，利用數(shù)據(jù)塊的信息進(jìn)行迭代均衡，最大限度地消除FTN傳輸系統(tǒng)中自身的ISI和信道引入的ISI，從而降低系統(tǒng)的誤碼率。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種基于雙向時(shí)域均衡的軟信息迭代接收方法，包括下述步驟：

S1、從接收數(shù)據(jù)r提取第n塊訓(xùn)練序列zⁿ和接收數(shù)據(jù)符號(hào)yⁿ，求解前向時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)值

S2、從接收數(shù)據(jù)r中提取第n+1塊訓(xùn)練序列zⁿ⁺¹，求解反向時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)值在下一次迭代中將得到更新；

S3、對(duì)前向時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)值反向時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)值以及數(shù)據(jù)塊時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)值進(jìn)行合并，得到時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)值其中，所述數(shù)據(jù)塊時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)值的初始值為零向量，將在步驟S8中得到更新；

S4、使用低復(fù)雜度求解方法更新均衡器的抽頭系數(shù)fⁿ，對(duì)接收數(shù)據(jù)符號(hào)yⁿ均衡得到輸出符號(hào)值并將映射為均衡器的輸出外部信息具體表示第n個(gè)數(shù)據(jù)塊中的第k個(gè)調(diào)制符號(hào)的第i個(gè)比特的外部信息，N_b表示調(diào)制進(jìn)制數(shù)；