一种双流CE-OFDM系统基于幅相解调器的迭代检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双流CE‑OFDM系统基于幅相解调器的迭代检测方法，属于无线通信领域；首先将发射端的比特数据流调制成两路CE‑OFDM信号，采用移相叠加并发送；接收端经过频域均衡器和幅相解调器计算两个估计实值信号并存储，随后经DFT，硬判决，IDFT变换和相位调制得到重构发送信号，以及采用移相复用法进行叠加；将叠加后的信号计算接收信号的均方误差，并存储到最终存储变量SE中；同时利用重构发送信号结合幅相解调器进行迭代检测，与最终存储变量SE中的值进行判决，解调出最终的两路信号。本发明专利技术法在维持信号低峰均比的基础上，发送端通过移相叠加的方法利用2N+2个子载波传输2N个复数数据符号，接收端恢复出双流符号，使得接收端在大相位调制的时候能有更好的性能。

An iterative detection method based on amplitude phase demodulator for a dual current CE-OFDM system

The invention discloses an iterative detection method based on the amplitude phase demodulator in the dual flow CE OFDM system, which belongs to the field of wireless communication. First, the bit data flow of the transmitting end is made into two CE OFDM signals, and the phase shift superposition and transmission are adopted, and the receiver calculates two estimated real value signals through the frequency domain equalizer and the amplitude phase demodulator. After storage, the transmitted signal is reconstructed by DFT, hard decision, IDFT transform and phase modulation, and the phase shift complex usage is used to superposition; the superposed signal is used to calculate the mean square error of the received signal and stored in the final storage variable SE; and the reconfigurable signal is used to detect the iterative detection with the amplitude phase demodulator. Determine the value in the final storage variable SE, and demodulate the final two signals. On the basis of maintaining the low peak to average ratio of the signal, the sending end uses the 2N+2 subcarrier to transmit 2N complex data symbols through the method of phase shift superposition, and the receiver will recover the double stream symbols, so that the receiver can have better performance when the receiver is modulated in a large phase.

【技术实现步骤摘要】
一种双流CE-OFDM系统基于幅相解调器的迭代检测方法
本专利技术涉及无线通信领域，应用于宽带无线通信的CE-OFDM系统(恒包络正交频分复用系统)的基带信号接收端解调，具体是一种双流CE-OFDM系统基于幅相解调器的迭代检测方法。
技术介绍
在宽带无线通信系统中，信息通过被调制的电磁波在空间传输到达接收机。由于复杂的通信环境使电磁波在空间传输时受到反射、漫射和散射等影响，会在接收机处产生多路不同时延和信号强度的接收信号，使通信信道具有时变的频率选择性衰落特性。为了有效消除宽带通信信道的频率选择性衰落，多载波调制技术将宽带信道分成多个子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样，尽管总的信道是非平坦并具有频率选择性的，但是每个子信道是相对平坦的。正交频分复用(OFDM)是多载波调制技术的一种，其子载波间相互正交，具有很高的频谱利用率；并且可以利用离散傅里叶反变换/离散傅里叶变换(IDFT/DFT)代替多载波调制和解调，实现高效。但OFDM系统中发送数据的IFFT处理使合成信号有可能产生比较大的峰值功率，使得OFDM信号的功率峰值与均值比(PAPR)大，导致射频放大器的功率效率较低，因此需要研究低PAPR的多载波技术，如恒包络正交频分复用(CE-OFDM)技术。CE-OFDM技术可以降低PAPR，其信号具有恒定的包络，有利于发射机采用非线性大功率功放。目前这种调制方法可通过将发送信号构建成中心共轭对称数据后进行IDFT处理，得到纯实数序列，用该序列进行相位调制得到恒包络发送信号。但是由于共轭对称步骤的存在，CE-OFDM系统中传输N个复数符号(如正交幅度调制(QAM))需要2N+2个子载波，因此其频谱效率低于OFDM系统的50％，因此难以满足宽带通信的数据传输速率需求。
技术实现思路
本专利技术为了解决CE-OFDM系统中，由于频谱效率低导致宽带通信的数据传输速率需求难以满足，提出了一种双流CE-OFDM系统基于幅相解调器的迭代检测方法。具体步骤如下：步骤一、针对宽带无线通信系统，发射端将两路比特数据流分别调制为两路CE-OFDM信号；具体步骤如下：步骤101、将两路比特数据流d1,m和d2,m作为双流信号，分别进行符号映射后变为信号；N为待传输的符号个数。步骤102、对符号映射后的信号分别构造共轭序列Si,n；0Nidft-2-2N是个长度为Nidft-2-2N的0序列，Nidft为IDFT变换的长度；n＝0,1,...,Nidft-1。步骤103、将共轭序列Si,n分别作IDFT变换后，将频域信号分别转换为时域信号si,n；步骤104、对时域信号si,n分别进行相位调制，得到两路CE-OFDM信号xi,n；xi,n＝Aiexp(j2πhisi,n)Ai表示该路CE-OFDM信号的幅度；hi表示该路CE-OFDM信号的相位调制因子。步骤二、对两路CE-OFDM信号xi,n采用移相叠加，得到双流CE-OFDM信号并添加保护间隔发送给接收端；将第一路CE-OFDM信号作实部、第二路CE-OFDM信号作虚部构造双流CE-OFDM信号步骤三、接收端对接收信号去除保护间隔，将双流CE-OFDM信号送到频域均衡器得到信号yn；A代表双流CE-OFDM信号实部及虚部的载波信号幅度，2πh表示两路CE-OFDM信号的相位调制系数，wn是均值为0，方差为σ2的白高斯噪声。步骤四、利用幅相解调器计算接收信号yn对应的两个估计实值信号首先，计算经过频域均衡器后的接收信号yn的实部和虚部；然后，利用接收信号yn的实部和虚部进一步计算该信号的幅度和相位为噪声对接收信号的幅度影响；υn为噪声对接收信号的相位影响。最后，将幅度和相位中的信道白噪声影响忽略后，计算接收端估计的两个实值信号步骤五、将估计的两个实值信号分别存储到最终的输出变量和中；步骤六、将两个实值信号经DFT后进行硬判决得到并对作IDFT变换后进行相位调制得到重构发送信号其中，步骤七、利用两个当前重构信号按发送端的移相复用法进行叠加；步骤八、利用叠加后的信号计算接收信号的均方误差，并存储到最终存储变量SE中。步骤九、利用重构发送信号结合幅相解调器进行迭代检测，解调出最终的两路信号；具体步骤如下：步骤901、初始设置迭代次数为p＝1，最大迭代次数为Iter；步骤902、输入经过频域均衡器后的信号yn和当前重构的发送信号计算两个接收信号当前重构的发送信号初始值为步骤六的结果。步骤903、判断迭代次数是否达到最大，如果是，结束迭代过程，进入步骤909；否则，进入步骤904；步骤904、利用幅相解调器计算接收信号对应的两个估计实值信号步骤905、将两个实值信号经DFT后进行硬判决得到并对作IDFT变换后进行相位调制得到重构发送信号其中，步骤906、利用两个当前重构信号按发送端的移相复用法进行叠加；步骤907、利用叠加后的信号计算接收信号的均方误差，并存储到中间存储变量SEtemp中。步骤908、判断是否SE＞SEtemp，如果是，将SEtemp的值存储到最终存储变量SE中，同时将SEtemp对应的两个估计实值信号分别存储到最终的输出变量和中；否则，迭代次数加1，返回步骤902；步骤909、输出最终的输出变量和中的值为迭代最终结果。步骤910、对迭代最终结果和做DFT变换，得到和步骤911、将DFT变换后的和中的有效信号部分和取出；步骤912、对取出的和信号分别做硬判决得到最终传输信号。本专利技术的有益效果如下：从现有多载波技术中存在的高PAPR问题出发，提出了一种基于恒包络正交频分复用调制方法的数据复用技术，通过在发射端构造发射信号，在接收端利用迭代检测的方法，使得相比使用泰勒级数展开的接收端在大相位调制时有更好的系统性能，可以有效地改善接收端性能。附图说明图1是本专利技术单天线双流CE-OFDM系统的发送端处理流程图；图2是本专利技术单天线双流CE-OFDM系统的接收端处理流程图；图3是本专利技术一种双流CE-OFDM系统基于幅相解调器的迭代检测方法流程图；图4是本专利技术利用重构发送信号结合幅相解调器迭代检测的方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方法进行详细说明。本专利技术提出了一种基于CE-OFDM系统的单天线双流数据接收器设计方法(IterativeDetectionWithAmplitude-PhaseDemodulatorforDualstreamsCE-OFDM)；该方法在维持信号低峰均比的基础上，发送端通过移相叠加的方法利用2N+2个子载波传输2N个复数数据符号，接收端利用基于幅相解调器的迭代检测将信号恢复出双流符号，使得接收端在大相位调制的时候能有更好的性能。如图3所示，具体步骤如下：步骤一、针对宽带无线通信系统，发射端将两路比特数据流分别调制为两路CE-OFDM信号；如图1所示，具体步骤如下：步骤101、将两路比特数据流d1,m和d2,m作为双流信号，分别进行符号映射后变为信号；i∈{1,2}，N为待传输的符号个数。步骤102、对符号映射后的信号分别构造共轭序列Si,n；为了使相位调制器接收到的信号为实值信号，按下式构造共轭序列，是长度为Nidft-2-2N的0序列，Nidft为IDFT变换的长度；n＝0,1,...,Nidft-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双流CE‑OFDM系统基于幅相解调器的迭代检测方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、针对宽带无线通信系统，发射端将两路比特数据流d1,m和d2,m分别调制为两路CE‑OFDM信号x1,n和x2,n；步骤二、对两路CE‑OFDM信号采用移相叠加，得到双流CE‑OFDM信号xn并添加保护间隔发送给接收端；将第一路CE‑OFDM信号作实部、第二路CE‑OFDM信号作虚部构造双流CE‑OFDM信号

【技术特征摘要】
1.一种双流CE-OFDM系统基于幅相解调器的迭代检测方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、针对宽带无线通信系统，发射端将两路比特数据流d1,m和d2,m分别调制为两路CE-OFDM信号x1,n和x2,n；步骤二、对两路CE-OFDM信号采用移相叠加，得到双流CE-OFDM信号xn并添加保护间隔发送给接收端；将第一路CE-OFDM信号作实部、第二路CE-OFDM信号作虚部构造双流CE-OFDM信号步骤三、接收端对接收信号去除保护间隔，将双流CE-OFDM信号送到频域均衡器得到信号yn；A代表双流CE-OFDM信号实部及虚部的载波信号幅度，2πh表示两路CE-OFDM信号的相位调制系数，wn是均值为0，方差为σ2的白高斯噪声；si,n为两路时域信号，i∈{1,2}。步骤四、利用幅相解调器计算接收信号yn对应的两个估计实值信号步骤五、将估计的两个实值信号分别存储到最终的输出变量和中；步骤六、将两个实值信号经DFT后进行硬判决得到并对作IDFT变换后进行相位调制得到重构发送信号其中，步骤七、利用两个当前重构信号按发送端的移相复用法进行叠加；步骤八、利用叠加后的信号计算接收信号的均方误差，并存储到最终存储变量SE中；步骤九、利用重构发送信号结合幅相解调器进行迭代检测，解调出最终的两路信号；具体步骤如下：步骤901、初始设置迭代次数为p＝1，最大迭代次数为Iter；步骤902、输入经过频域均衡器后的信号yn和当前重构的发送信号计算两个接收信号当前重构的发送信号初始值为步骤六的结果；步骤903、判断迭代次数是否达到最大，如果是，结束迭代过程，进入步骤909；否则，进入步骤904；步骤904、利用幅相解调器计算接收信号对应的两个估计实值信号步骤905、将两个实值信号经DFT后进行硬判决得到并对作IDFT变换后进行相位调制得到重构发送信号

【专利技术属性】
技术研发人员：崔高峰，王程，虞钊，王卫东，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11