一种基于置信度估计的FTN均衡方法技术

本发明专利技术公开了一种基于置信度估计的FTN均衡方法，属于无线通信领域。本发明专利技术的技术方案为：在SIC均衡器和解码器迭代过程中设置一门限，当解码器输出的对数似然比LLR大于这一门限时，判定此比特可靠，否则不可靠。当一个符号内所有比特均为可靠比特时，判定此符号可靠，否则判定此符号不可靠。对于判定为可靠符号的符号，在估计ISI时，直接硬判决；对于不可靠符号，用SIC方法去ISI更新一次。以上操作得到的是解码端软符号映射得到的符号序列，用于估计ISI再迭代回SIC均衡器。本发明专利技术以较低复杂度的代价得到较好的解码性能，从而实现提高数据传输速率的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于置信度估计的FTN均衡方法
本专利技术属于无线通信领域，具体涉及FTN(FasterthanNyquist)通信传输系统接收机的SIC(SuccessiveInterferenceCancellation)迭代均衡技术。
技术介绍
随着数据流量的爆炸性增长，设备的海量接入，各类新业务与多样应用场景的不断发展，用户对于数据传输速率的要求越来越高。增加带宽是一种提升系统容量的方案，然而无线通信的频谱资源非常稀缺且日益匮乏，为了实现在有限的频谱资源的前提下极大地提升系统容量的目的，迫切地需要提出一种新的传输技术，从而根本上解决这一问题。FTN传输技术可以很好地解决这一问题，该技术通过压缩成形波形的间隔，取得更高的数据传输速率。由Nyquist无码间干扰传输准则可知，如果数据传输速率超过Nyquist速率，必然会引起码间干扰(Inter-symbolinterference,ISI)，从而降低通信系统传输可靠性。但是，早在1975年，Mazo就提出了超奈奎斯特传输理论，已经在理论上证明了时域上选择sinc脉冲成形滤波器，在码元速率超过Nyquist速率25％内情况下，信号的最小欧式距离并不发生变化，这也就意味着通信系统的误码性能不受影响。这一结论阐述了非正交传输的可能性，并由此诞生了超奈奎斯特(FTN)传输技术。FTN传输技术允许信号以高于Nyquist码元速率的数据速率进行传输，通过发送端预编码与接收端的干扰消除技术的结合，可实现与正交传输相当的误码率性能。由于传输速率高于Nyquist码元速率，FTN传输技术相比于传统的传输技术具有更高的吞吐率和系统容量。伴随着数字芯片处理速度的不断提高，FTN技术正逐渐成为当前无线通信技术研究的热点课题和未来无线通信系统中新的核心技术之一。FTN传输在提高数据传输速率的同时也人为地引入了符号间干扰，这就需要设计接收机来消除这一干扰。然而目前设计的接收机大多存在误码性能不佳或者复杂度过高无法实现的问题。如果能设计一种新的FTN接收机结构能够得到更优秀的误码率性能而且复杂度相对较低，那对于FTN技术的发展有重要意义。文献“LiverisAD,GeorghiadesCN.Exploitingfaster-than-Nyquistsignaling.[J].CommunicationsIEEETransactionson,2003,51(9):1502-1511”提出了通过SISO与BCJR均衡器迭代消除ISI的方案，但是由于BCJR算法处理复杂度过高，难以实现。在文献“Prlja,A.(2013).ReducedReceiversforFaster-than-NyquistSignalingandGeneralLinearChannelsTryckerietiE-huset,Lundsuniversitet”中，作者提出了BCJR算法的改进算法M-BCJR，这种算法明显减少了接收机的复杂度，但是同时存在高阶调制无法迭代的问题。非线性均衡算法复杂度过高，目前看来仍然是一个难以处理的问题。鉴于此，本专利技术设计了一种基于置信度估计的连续干扰消除(SIC)的迭代均衡处理方案，在复杂度较低情况下得到较好的解码性能。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对引入干扰信号在接收端消除性能较差的技术问题，公开了一种基于置信度估计的FTN均衡方法。本专利技术的基于置信度估计的FTN均衡方法，包括下列步骤：接收端基于当前符号间干扰ISIes，对待进行迭代均衡处理的符号序列Sob进行符号间干扰处理：用符号序列Sob减去符号间干扰ISIes，得到去除符号间干扰后的符号序列所述符号间干扰ISIes的初始值为预设值，且基于下述处理获取符号间干扰ISIes的当前值：将符号序列的符号软解调结果作为接收端的解码器的先验信息并基于解码器输出得到比特的后验信息基于预设门限对比特的后验信息进行判决处理，若大于门限，则将对应的比特映射的符号视为可靠符号；否则视为不可靠符号；对于可靠符号，则直接将可靠符号位置的后验信息硬判决成比特0,1后，再映射成硬符号，将可靠符号更新为对应的硬符号，得到更新后的符号序列S′ob；对于不可靠符号，则用符号序列Sob减去参量得到更新后的符号序列S′ob；将更新的符号序列S′ob乘以码间干扰矩阵得到符号间干扰ISIes的当前值；其中，参量的获取方式为：对解码器输出的后验信息进行软符号映射处理，得到软符号序列再将软符号序列乘以码间干扰矩阵得到参量综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过改进接收端SIC迭代均衡结构，对解码器输出的置信度加入门限判决操作来处理干扰消除技术问题，以较低复杂度的代价得到较好的解码性能，从而实现提高数据传输速率的要求。附图说明图1为FTN传输收发系统结构框图。图2为置信度估计方案流程图。图3为信号Nyquist正交传输和FTN非正交传输对比图。图4为压缩比0.8，QPSK调制，LDPC码长1024码率0.5，迭代次数20次传统SIC迭代均衡方案和基于置信度估计改进的SIC迭代均衡方案误码率曲线。图5为压缩比0.8，16QAM调制，LDPC码长1024码率0.5，迭代次数20次传统SIC迭代均衡方案和基于置信度估计改进的SIC迭代均衡方案误码率曲线。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本专利技术作进一步地详细描述。本专利技术针对引入干扰信号在接收端消除性能较差的技术问题，改进SIC迭代均衡结构，对解码器输出的置信度加入门限判决操作，处理干扰消除技术问题，以较低复杂度的代价得到较好的解码性能，最终实现提高数据传输速率的要求。本专利技术的技术方案是：在SIC均衡器和解码器迭代过程中设置一门限，当解码器输出的对数似然比LLR大于这一门限时，判定此比特可靠，否则不可靠。当一个符号内所有比特均为可靠比特时，判定此符号可靠，否则判定此符号不可靠。对于判定为可靠符号的符号，在估计ISI时，直接硬判决；对于不可靠符号，用SIC方法去ISI更新一次。以上操作得到的是解码端软符号映射得到的符号序列，用于估计ISI再迭代回SIC均衡器。FTN传输系统通过压缩成形波形间的间隔来提升数据传输速率。当信号进行Nyquist传输时，符号脉冲h(t)关于符号周期正交，而FTN技术正是打破了这种正交性来提升符号传输速率。FTN传输时域波形可以表示为：其中，an表示发送滤波器的符号序列，n为波形区分符，即n个波形叠加得到对应的时域波形；τ表示时域加速因子，是FTN传输区别于Nyquist传输的关键之处，此时的FTN传输的符号速率是Nyquist传输符号速率的1/τ倍。可以看出FTN信号通过缩减相邻脉冲间的时域间隔提高数据传输速率。由于FTN系统中成形脉冲的非正交性，导致符号间存在着严重的符号间干扰(ISI)，但是这种人为引入的ISI是明确的并且是可以在接收端进行迭代均衡与解码操作消除的。本具体实施方式中，采用LDPC编码对若干帧发送比特进行编码，映射成符号，再经过FTN调制发送到加性高斯白噪声(AWGN)信道中。在接收端采用Turbo结构的迭代均衡与译码进行译码和对干扰的消除，将连续干扰消除(SIC)均衡器和LDPC译码器(解码器)串联起来，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于置信度估计的FTN均衡方法，其特征在于，包括下列步骤：接收端基于当前符号间干扰ISIes，对待进行迭代均衡处理的符号序列Sob进行符号间干扰处理：用符号序列Sob减去符号间干扰ISIes，得到去除符号间干扰后的符号序列

【技术特征摘要】
1.一种基于置信度估计的FTN均衡方法，其特征在于，包括下列步骤：接收端基于当前符号间干扰ISIes，对待进行迭代均衡处理的符号序列Sob进行符号间干扰处理：用符号序列Sob减去符号间干扰ISIes，得到去除符号间干扰后的符号序列所述符号间干扰ISIes的初始值为预设值，且基于下述处理获取符号间干扰ISIes的当前值：将符号序列的符号软解调结果作为接收端的解码器的先验信息并基于解码器输出得到比特的后验信息基于预设门限对比特的后验信息进行判决处理，若大于门限，则将对应的比特映射的符号视为可靠符号；否则视为不可靠符号；对于可靠符号，则直接将可靠符号位置的后验信息硬判决成比特0,1后，再映射成硬符号，将可靠符号更新为对应的硬符号，得到更新后的符号序列S′ob；对于不可靠符号，则用符号序列Sob减去参量得到更新后的符号序列S′ob；将更新的符号序列S′ob乘以码间干扰...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光辉，文山，李林洲，朱志鹏，陈强，夏延山，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51