一种散射通信干扰抑制均衡方法、系统、介质、程序、通信系统技术方案

本发明专利技术属于散射通信技术领域，公开了一种散射通信干扰抑制均衡方法、系统、介质、程序、通信系统，包括：MMSE频域均衡，将接收信号分块并进行FFT变换到频域，再对频域信号进行MMSE均衡，最后再按照之前的分块方式将信号通过IFFT转换到时域；基于LDPC译码反馈的噪声进行预测，对均衡后的信号做解交织、软解调和译码，然后将译码后的信号进行编码，调制后反馈回去，利用反馈的信号进行可靠性分析和噪声预测，之后将预测出的信号噪声进行消除；残留的码间干扰消除，将噪声消除后的信号进行软判决，对判决后的信号进行FFT变换来估算出残留的码间干扰并进行消除。本发明专利技术使得接收端误码性能得到明显的改善。

A method, system, medium, program and communication system for interference suppression and equalization of scattering communication

【技术实现步骤摘要】
一种散射通信干扰抑制均衡方法、系统、介质、程序、通信系统
本专利技术属于散射通信
，尤其涉及一种散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法及系统、接收用户输入程序存储介质、存储在计算机可读介质上的计算机程序产品、通信系统。
技术介绍
在无线通信系统中，由于传输信道的复杂性，信号会不可避免的受到多径衰落以及噪声的影响，OFDM技术以其频谱效率高，抗多径衰落能力强，均衡简单等显著优点而被广泛应用。但是由于OFDM信号一般具有很大的峰均比，使得对OFDM信号放大时，容易出现非线性失真现象，针对这种情况，结合OFDM系统和单载波系统的优点的单载波频域均衡技术(SC-FDE)受到了广泛关注，SC-FDE技术与OFDM技术类似，通过频域均衡大大降低了均衡的复杂度，使得其与OFDM技术有着同样的抗多径能力，同时SC-FDE系统还具有较低的峰均比，因此SC-FDE技术被广泛应用于通信中，尤其是在军事通信领域；而信道均衡主要是为了消除多径引起的码间干扰，从而降低信道对信号的影响，提高译码性能。目前，业内常用的现有技术是这样的：迫零(ZF)均衡虽然实现简单，但其未考虑噪声的影响，很容易对噪声信号进行放大，所以性能较差，一般很少应用于通信系统中；MMSE均衡虽然同时考虑了信道和噪声的影响，但在频率选择性衰落信道下，其性能仍无法得到提升；MMSE-RISIC均衡同MMSE均衡类似，只是在其基础上考虑了残留码间干扰的影响，性能虽有提升，但仍无法改善频域深衰落所带来的影响；而现有的判决反馈均衡虽然考虑到了频域深衰落的影响，但其反馈系统并未加入编译码以及并未对反馈的信号进行可靠性分析，所以在高阶调制时均衡性能并不理想。综上所述，现有技术存在的问题是：SC-FDE系统在高阶调制下，传统的均衡方法对于系统性能的提升便不太理想，而且当存在频域深衰落时，其对SC-FDE系统性能的影响更大。解决上述技术问题的难度在于：由于在单载波系统中，对于频域的深衰落难以进行补偿，再加上高阶调制使得信号对噪声更加敏感，所以当在高阶调制下并且存在深衰落时均衡器便难以对信号进行恢复，从而会影响整个数据块的误码率。解决上述技术问题的意义在于：对于SC-FDE系统在高阶调制下如何提升系统性能以及降低频域深衰落对信号的影响有着更进一步的研究价值。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法及系统。本专利技术是这样实现的，一种散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法包括：步骤一、MMSE频域均衡，将接收信号分块并进行FFT变换到频域，再对频域信号进行MMSE均衡得到信号最后再按照之前的分块方式将信号通过IFFT转换到时域；步骤二、基于LDPC译码反馈的噪声进行预测，对均衡后的信号做解交织、软解调和译码，再将译码后的数据进行调制反馈，然后对反馈的信号进行可靠性分析和噪声预测，再对信号进行噪声消除；步骤三、残留的码间干扰消除，将噪声消除后的信号进行软判决，对判决后的信号进行FFT变换，根据公式可估算出频域的码间干扰，然后再将频域的码间干扰转换到时域并从信号中减去。进一步，在步骤一中，MMSE频域均衡公式为：其中Rk为接收信号的频域表示，Wk为均衡系数，具体表示为：Rk＝HkXk+Vk进一步，在步骤二中，首先，对均衡后的时域信号进行解交织、软解调和LDPC译码，通过解交织和LDPC译码等操作可以改善均衡后信号的误码情况；然后，对LDPC译码后的数据进行重新编码和调制，将调制后的信号与均衡后的信号作对比，可以求出信号经过译码和重调制所改善的偏差并且分析出信号改善的可靠度；最后，根据计算信号误差的均方误差来求出噪声预测矩阵，进而求出预测的噪声，最后将之前分析的可靠度与预测的噪声相结合得到一个可靠的噪声，即为噪声预测模块反馈的噪声信息。进一步，对噪声的预测是通过求信号误差的(MSE)均方误差来求得预测矩阵，其均方误差可表示为：其中W为MMSE均衡系数，F为傅里叶变换矩阵，其分别表示为：对均方误差关于c求导可得出反馈矩阵c，进而预测出信号噪声，将预测后的噪声与可靠度pk进行综合，得出一个相对可靠的噪声，然后利用计算出的噪声对信号进行优化。进一步，在步骤三中，对消除噪声的均衡信号进行判决，得到估计的复数信号，然后将其进行FFT变换到频域，代入公式可估算出残留的码间干扰，再对计算出的结果进行IFFT变换到时域，最后用消除噪声后的均衡信号减去时域的码间干扰即可。残留的码间干扰计算公式为：其中Xk为判决后的频域信号。本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法的系统，该散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡系统包括：MMSE频域均衡模块，对信号按块均衡的，在时域对数据进行分块，然后再按块转换到频域进行MMSE均衡；基于LDPC译码反馈的噪声预测模块，对均衡后的信号进行判决以及信号重构来进行反馈，并利用反馈的信号预测噪声，针对重构后的信号会进行可靠性分析，将计算出的噪声与重构后信号的可靠度进行综合，进而可得出一个相对可靠的预测噪声；残留的码间干扰消除模块，将噪声消除后的信号进行软判决，对判决后的信号进行FFT变换，代入公式可估算出残留码间干扰，对计算出的结果进行IFFT变换到时域，用消除噪声后的均衡信号减去时域的码间干扰即可。本专利技术的另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述方法。本专利技术的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的方法。本专利技术的另一目的在于提供一种安装有散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡系统的通信系统。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术的优点在于有效的改善了SC-FDE系统在高阶调制下的性能以及频域深衰落的影响，从而提升了系统性能。根据仿真图(图6)可以看出，本专利技术采用一次LDPC迭代译码的结果进行反馈，其效果相对于传统的均衡方法性能提升了有1dB；若对反馈的LDPC译码迭代次数增加，其性能也会进一步提升。通过在解交织和LDPC译码之后对信号进行反馈，因为交织可以将连续突发错误转换为独立随机错误，再通过LDPC编译码便可以对一些随机错误进行纠正，这样可以显著提高判决的可靠性，进而更准确的对噪声进行预测；但对于均衡后的信号来说，其不仅受到噪声的影响，还有残留的码间干扰，所以在对噪声进行抑制之后还需对残留的码间干扰进行消除。与传统的MMSE均衡相比，本专利技术所提出的均衡方法抑制了噪声干扰和残留的码间干扰，以此使得接收端误码性能得到明显的改善。附图说明图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法，其特征在于，所述散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法包括：/n步骤一、MMSE频域均衡，将接收信号分块并进行FFT变换到频域，对频域信号进行MMSE均衡得到信号

【技术特征摘要】
1.一种散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法，其特征在于，所述散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法包括：
步骤一、MMSE频域均衡，将接收信号分块并进行FFT变换到频域，对频域信号进行MMSE均衡得到信号将信号通过IFFT转换到时域；
步骤二、基于LDPC译码反馈的噪声进行预测，对均衡后的信号做解交织、软解调和译码，将译码后的数据进行调制反馈，对反馈的信号进行可靠性分析和噪声预测，对信号进行噪声消除；
步骤三、残留的码间干扰消除，将噪声消除后的信号进行软判决，对判决后的信号进行FFT变换，根据公式可估算出频域的码间干扰，将频域的码间干扰转换到时域并从信号中减去。


2.如权利要求1所述的散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法，其特征在于，在步骤一中，MMSE频域均衡公式为：



Rk为接收信号的频域表示，Wk为均衡系数，具体表示为：
Rk＝HkXk+Vk





3.如权利要求1所述的散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法，其特征在于，在步骤二中，
对均衡后的时域信号进行解交织、软解调和LDPC译码，通过解交织和LDPC译码改善均衡后信号的误码情况；
对LDPC译码后的数据进行重新编码和调制，将调制后的信号与均衡后的信号作对比，求出信号经过译码和重调制所改善的偏差并分析出信号改善的可靠度。


4.如权利要求3所述的散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法，其特征在于，所述信号改善的可靠度进一步包括，根据计算信号误差的均方误差来求出噪声预测矩阵，求出预测的噪声，将可靠度与预测的噪声相结合得到一个可靠的噪声，即为噪声预测模块反馈的噪声信息。


5.如权利要求4所述的散射通信SC-FDE系统下联合LDPC译码的干扰抑制均衡方法，其特征在于，所述噪声预测通过求信号误差的均方误差来求得预测矩阵，均方误差表示为：


...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭漪，郭雷博，张涛，刘刚，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61