一种修正的矢量扰动软解调方法技术

本发明专利技术属于无线通信技术领域，具体的说是一种修正的矢量扰动软解调方法。在本发明专利技术的所提的方法中，对原始的LLR函数进行了修正，将取模的部分考虑到了函数之中，使得修正后函数能够符合VP接收端取模后数据的概率分布要求，从而修正了输出的软信息。本发明专利技术提出的方案相比于直接对VP进行硬判决而言，能够提供很好的性能增益；同时，如果使用原始的LLR，则性能甚至比硬判决还要差。比硬判决还要差。比硬判决还要差。

【技术实现步骤摘要】
一种修正的矢量扰动软解调方法


[0001]本专利技术属于无线通信
，具体的说是涉及一种修正的矢量扰动软解调方法。

技术介绍

[0002]近来，一种新的非线性预编码技术——矢量扰动(Vector Perturbation，VP)预编码被提出，其关键思想是选择一个加性扰动矢量来对发送符号进行整形，通过LRA等搜索算法来获得最优扰动矢量。通过这些向量扰动技术，使得该编码技术可以达到接近总容量的性能。另一方面，软判决技术使用对数似然比(Log
‑
Likelihood Ratio,LLR)等软信息，结合相关信道编码技术输出软信息，使得系统整体误码性能相比于硬判决和软判决得到较大的提升。
[0003]然而，VP技术中使用了取模操作，使得在接收端的数据不服从高斯分布。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述问题，通过修复原始LLR，提出了新的LLR函数用于VP的软判决来提升VP系统的整体误码性能。
[0005]为了便于理解，对本专利技术采用的修正的软判决方案进行如下说明：
[0006]VP技术使用一个扰动向量来扰动原始数据，即v＝s+τl，其中，v表示扰动后的数据， s表示符号向量，l表示扰动向量，其维数与s相同，τ是一个正实数，通常选为τ＝2|c|
max
+
△
，其中，为QAM星座集合中具有最大幅度星座点符号的模值，表示星座点符号间的最小欧式距离。假设采用ZF预编码，即预编码矩阵为发射功率归一化为1，则发送的信号为其中，则接收数据为接收数据首先乘以功率归一化因子后，再通过取模运输去掉扰动矢量，得到取模运算定义为由此可以发现此时的噪声服从的分布为非高斯分布，无法直接使用LLR作为软信息。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种修正的矢量扰动软解调方法，包括以下步骤：
[0009]S1、定义发送符号向量为s，一个符号对应n个比特{b
n
...b2，b1，b0}；
[0010]S2、对于向量s中的第k个元素s
k
，对于s
k
第i位比特b
i
，不失一般性，假设b
i
对应取
值概率与s
k
的同相分量有关，即m为b
i
＝0时对应的符号s
k
的同相分量的值；
[0011]S3、计算b
i
的LLR：
[0012][0013]其中，M0和M1分别为b
i
＝0和1时的所有取值，x为的第k个元素的实部，τ是一个正实数，为均值为0，方差为σ2的高斯变量，n
i
表示n的第i个元素，取模运算定义为
[0014]对L(b
i
)分子和分母的各项加权：
[0015][0016]其中l为扰动量；
[0017]对M0和M1取值加入限制使得M1±
τ和M0±
τ∈[
‑
τ,τ]，得到最终对数似然比(LLR)为：
[0018][0019]S4、采用步骤S3的方法，分别得到b
k
,k≠i的软信息，当获取整个码字的软信息后，使用译码器进行译码，得到码字的估计。
[0020]本专利技术的有益效果为，在本专利技术的所提的方法中，对原始的LLR函数进行了修正，将取模的部分考虑到了函数之中，使得修正后的函数能够符合VP接收端取模后数据的概率分布要求，从而修正了输出的软信息。本专利技术提出的方案相比于直接对VP进行硬判决和原始软判决而言，能够提供很好的性能增益
附图说明
[0021]图1是VP软判系统框图；
[0022]图2是发射天线数为4，用户数为4时，采用BPSK调制，使用1/3码率LDPC编码时，硬判决、原始软判决和修正的软判决方案的误码率性能比较示意图；
[0023]图3是发射天线数为4，用户数为4时，采用QPSK调制，使用1/3码率LDPC编码时，硬判决、原始软判决和修正的软判决方案的误码率性能比较示意图；
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例，详细描述本专利技术的技术方案：
[0025]本专利技术的技术方案，主要在于提出新的LLR函数，具体的推导过程为：
[0026]对于发送符号向量s，只考虑s中的一个符号s
k
，表示向量s中的第k个元素，同时考虑对应的第i位比特b
i
。b
i
对应取值概率与s
k
的同相或者正交分量有关，假设与同相分量有关，则m为b
i
＝0时对应的符号s
k
的同相分量的值，更具体地说，b
i
取值为 0的概率等于s
k
对应分量为m的概率。
[0027]假设扰动量取值概率P(l)为等概，则不失一般性，考虑LLR分子部分般性，考虑LLR分子部分表示整数集，其中x为的第k个元素的实部，M0和M1分别为b
i
＝0和1时的所有取值。
[0028]将s
k
的取值带入整个公式，并将公式分为两个部分，即k＝0的部分和其余部分。即上式
[0029]令由将原式取对数得到式子
[0030]对上式第二个和项ln中第二项的分子的化简有以下几种方法：
[0031]a)取第一个求和运算所有项其中的最大项，即分子等于k为整数,k≠ 0，考虑到指数运算的单调性该式可化简为
[0032]b)取第一个求和运算所有项其中的最大两项的和，考虑到指数运算的单调性分子
等于
[0033]c)取第一个求和运算所有项其中的最大有限项的和。
[0034]本专利技术中使用方案b)，得到式子进一步考虑到其中l为扰动量；因此可以对P{x|b
i
＝0}对应部分加权得到更加精确的LLR，事实上对P{x|b
i
＝0}加权等效于对对应部分加权，因此使用相同的方案得到后，得到的LLR为：
[0035][0036]为了降低复杂度，需要对M0和M1取值加入限制使得M1±
τ和M0±
τ∈[
‑
τ,τ]，得到最终对数似然比(LLR)为：
[0037][0038]s.t.M0±
τ,M1±
τ∈[
‑
τ,τ][0039]采用上述函数，分别得到b
k
,k≠i的软信息，当获取整个码字的软信息后，然后使用译码器进行译码，得到码字的估计。
[0040]实施例
[0041]本例中发射天线数为4，用户数为4，每个用户配置一根接收天线，调制方式使用采用格雷码的归一化16QAM调制，其中的一个符号对应4个比特{b3，b2，b1，b0}，信道编码使用卷积码，译码使用维特比译码。
[0042]S1、先计算b0＝0的概率，b0对应s
i
的同相分量且也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修正的矢量扰动软解调方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、定义发送符号向量为s，一个符号对应n个比特{b
n
...b2，b1，b0}；S2、对于向量s中的第k个元素s
k
，对于s
k
第i位比特b
i
，假设b
i
对应取值概率与s
k
的同相分量有关，即m为b
i
＝0时对应的符号s
k
的同相分量的值；S3、计算b
i
的对数似然比(LLR)：其中，M0和M1分别为b
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭佳滨，肖悦，吴朝武，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：