[發明專利]基于消息傳播算法的聯合信道估計與譯碼方法和裝置

有效

• 申請號: 202010620068.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111726310B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 倪祖耀;辛睿;匡麟玲;張樹英;劉秉坤
• 申請（專利權）人: 清華大學;上海清申科技發展有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L5/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 安衛靜

本發明提供了一種基于消息傳播算法的聯合信道估計與譯碼方法和裝置，本發明將譯碼器估計的發送符號反向傳遞充當導頻序列，極大程度地提高了信道估計的精度，并降低了導頻開銷，另外，提出將時域信息轉化為先驗頻域信息，并將其引入到因子圖的消息傳遞推導中，這使得信道估計能夠充分利用已有信息，并通過Sherman?Morrison矩陣展開公式，將算法中涉及的矩陣求逆轉換成迭代運算，大大降低算法復雜度，緩解了傳統的基于導頻的信道估計無法兼顧導頻開銷和信道精準度的技術問題。

技術領域

本發明涉及通信的技術領域，尤其是涉及一種基于消息傳播算法的聯合信道估計與譯碼方法和裝置。

背景技術

正交頻分多址接入(OFDMA)技術具有頻譜利用率高、抗多徑干擾和抗頻率選擇性衰落、時頻資源分配靈活等優點，已被廣泛應用在現在通信系統(如：3GPP LTE-A/LTE，WLANIEEE 802.11A/b/g，DVB-RCT)中，具有較高的應用價值。

信道估計是無線通信系統物理層接收機的一項關鍵技術。接收機通過信道估計來獲取當前時刻無線信道的信息，從而解調出發射信號。然而，多徑傳播和相對運動使得無限信道呈現時變性和頻率選擇性衰落。

傳統基于導頻的信道估計方法所需導頻開銷需正比于信道多徑數目和最大時延才能較為準確的估計信道，導頻開銷過大。若降低導頻開銷，則信道估計性能受損。

綜上，傳統的基于導頻的信道估計存在無法兼顧導頻開銷和信道精準度的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于消息傳播算法的聯合信道估計與譯碼方法和裝置，以緩解傳統的基于導頻的信道估計無法兼顧導頻開銷和信道精準度的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于消息傳播算法的聯合信道估計與譯碼方法，包括：

獲取目標用戶的OFDM信號；并根據所述OFDM信號計算當前迭代步驟中高斯分布的權重函數，以及根據所述權重函數更新目標因子圖中從函數觀測節點到信道變量節點傳輸消息的均值和方差，得到第一均值和第一方差；

更新目標因子圖中從發送符號變量節點到函數節點的傳輸消息，其中，所述目標因子圖為所述目標用戶所屬的OFDMA系統的因子圖；所述目標因子圖中包含目標用戶所使用的資源節點；

根據所述傳輸消息生成譯碼所需外信息，并根據所述譯碼所需外信息的對應解生成新的先驗信息；

根據所述新的先驗信息更新所述目標因子圖中從發送符號變量節點到函數觀測節點的傳輸消息的均值和方差，得到第二均值和第二方差，其中，所述第二均值和第二方差用于更新下一個迭代步驟中從發送符號變量節點到函數節點的傳輸消息；

根據所述第一均值和所述第一方差更新矩陣求逆結果，并根據所述矩陣求逆結果更新所述信道變量節點后驗概率的均值和方差，得到第三均值和第三方差；

根據所述第三均值和第三方差更新信道變量節點到函數觀測節點傳輸消息的均值和方差；

重復上述步驟，直至滿足迭代停止條件時，根據更新后的均值和方差確定信道估計結果和譯碼結果。

進一步地，根據所述權重函數更新目標因子圖中從函數觀測節點到信道變量節點傳輸消息的均值和方差，得到第一均值和第一方差包括：

根據第一公式更新從函數觀測節點到信道變量節點傳輸消息的均值和方差，其中，所述第一公式為：