用于计算数字通信系统中接收信号的似然度量的方法和设备技术方案

一种似然度量计算方法包括：估计接收信号的信道并产生信道估计；根据信道估计补偿接收信号的信道；根据信道估计计算区域变量；以及比较区域变量和补偿后的接收信号的幅度并根据比较的结果计算接收信号的似然度量。一种用于计算似然度量的设备包括：信道估计单元，估计接收信号的信道并产生信道估计；信道补偿单元，根据信道估计补偿接收信号的信道；区域变量计算单元，根据信道估计计算区域变量，该区域变量是通过利用信道估计来定标信号星座中对应于接收信号的符号坐标值所获得的值；比较单元，比较补偿后的接收信号的幅度和区域变量；以及比特度量计算单元，根据比较的结果计算关于补偿后的接收信号的每个比特的似然度量。根据本发明专利技术，能够降低信道补偿和似然度量计算的复杂度。同样地，因为将由信道变化所引起的影响反映为计算似然度量的权系数，所以能够改进整个系统的消息检测性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从数字通信系统中的接收信号中检测消息的方法， 更具体地，涉及一种计算调制后的数字信号的似然度量的方法和设 备。
技术介绍
在数字通信系统中，在传输构成消息的每个符号之前，每个符 号都要经过调制处理。如这里所使用的调制具有将数字信号转换为 可以在信道中被传输的形式的更宽的处理含义。通过将数字信号加 载到单载波或多载波上来执行调制。这根据数字信号的数字值引起 载波的某些变化，并使接收端能基于调制方式的信息从调制后的信 号中恢复出原始信号。数字调制方式的实例包括幅移键控(ASK)、相移键控(PSK)、 以及频移4建控(FSK)。 ASK 4艮据数字凄t据的4直来改变载波信号的 幅度。虽然ASK具有简单的结构，但是接收端不能区分信噪比低 的环境下的信号电平的不同。PSK和FSK具有比ASK更好的性能。用于表示二进制凝:据的 PSK和FSK ^皮称作为二进制PSK ( BPSK )和二进制FSK ( BFSK )。 BPSK通过使用被表示为'0，和'1，的二进制符号来使载波的相位变化。即，当将要被传输的数据值从'o，变到'r或从'r变到'o，时，通9过将载波的相位改变180度来使在信道中传输的载波信号变化。另 一方面，BFSK利用频率而非相4立。即，为了表示'O，和'l，， BFSK 利用#1表示为各个不同频率的正弦波的两栽波。然而，BPSK和BFSK并未有效地利用频带。这是因为，BPSK 用一个载波仅表示两个信号，以及BFSK需要与载波信号数目成比 例增加的频带。为了解决上述问题，将正交PSK(QPSK)用作调 制方式。QPSK通过将载波的相位改变为具有90度间隔的4个不同 值来传输四个数据电平。在数字调制中，可以组合地使用基本调制方式。尤其是，基于 同时改变幅度和相位的调制方式被称为正交幅度调制(QAM )。 QAM可以产生其幅度相同而相^f立不同的4言号、其相4立相同而幅度 不同的信号、以及其相位和幅度都不同的信号。16QAM、 64QAM、 以及256QAM是QAM的^表'l生实例，其可以分别表示16、 64、 以及256个不同的凝:才居4直。关于如上所述的调制后的信号，4妄收端通过解调和4企测的处理 来恢复原始消息。解调是信号的恢复，而检测是检测信号的数字值 的处理。在BPSK和BFSK的情况下，消息的才企测相对容易的，因为其仅需要确定接收数据的值是对应于'o，还是对应于'r。然而，在QPSK或QAM的情况下，才企测消息并不容易，因为大量凄t据符号 被密集地分配在有限的频带内。因此，在这种情况下，不能清楚地确定接收数据是对应于'O， 还是对应于'l，。代替地，可以确定接收信号的原始发射比特值是'O，还是'r的似然。如上所述的确定方法被称为软判决。在这种情况下， 检测器的输出被称为软比特。更具体地，通过计算每个比特的似然 度量来执行软判决。似然度量是表示关于接收信号已经发射了特定信号的似然的值。图1是示出接收从数字通信系统中所发射的信号的传统方法的 流程图。如图1中所示，在操作110中，接收端通过使用快速傅立叶变 换(FFT)模块来将接收信号转换到频域。在操作120中，接收端 在频域中从接收信号中计算信道估计，该信道估计是被估计的信道 特性的值。在操作130中，接收端基于信道估计来补偿接收信号的 畸变。在操作140中，接收端计算补偿后的接收信号的似然度量。 在操作150中，接收端基于计算出的似然度量对在发射端被编码的 数据进行译码。作为最后一步，接收端检测原始消息。如上所述， 在检测消息之前执行似然度量的计算。因此，似然度量计算的性能 在确定消息检测性能的过程中成为重要的因素。在下文中，将通过采用16QAM和64QAM的实例来详细描述 作为似然度量计算方法的传统技术的本专利技术所属的
图2和图3是示出^皮包括在信号星座中的16QAM和64QAM 信号中的消息符号的位置的示意图。关于调制后的信号的传统以然 度量计算方法以计算图2和图3的信号星座中的每个符号和接收信 号之间的复凄t^巨离(complex distance )为净争4正。当所传输的关于第k个符号的信号Ck通过具有hk特性的信道 并且与添加的噪声分量nk—起被接收时，接收信号yk被表示为如果4妄收端能完全估计信道，则可以通过将^妄收信号与信道估 计的复共轭相乘来补偿由信道所引起的畸变。根据上述方法所计算的升且#:信道估计的绝对值的平方所归一化(normalize)的补偿后 的接收信号rk被表示为<formula>formula see original document page 0</formula>如相关领域的4支术人员所知，16QAM的每个符号都由四个比 特组成。在加性白高斯噪声(AWGN)环境下，将关于每个符号比 特的似然表示为具有高斯分布的随才几变量。在这种情况下，AWGN 环境被用于模拟普通系统的热噪声。作为实例，当发射端发射对应 于'0，或'1，的值的比特时，第一比特的似然被表示为<formula>formula see original document page 0</formula>在这种情况下，fT〗表示噪声的方差，以及4(I0)表示当发射端传输关于第k个符号的第1比特的'0，时的似然。A(、I0)和^(W1)之 比3皮称作为对数似然比(LLR)。来计算关于第k个符号比特的LLR的方法表示为[等式4]<formula>formula see original document page 0</formula>在传统技术中，基于图2的信号星座中的每个符号与接收信号 之间的距离来计算每个比特的似然。通过使用如上所计算的似然值 来计算LLR,并JM寻该LLR表示为<formula>formula see original document page 0</formula>在这种情况下，~=b-f以及,k广f，其中6 = 0; / =如e = i; / =如e = 2; / = e = 3; / 当将相同方法应用于其他比特时，可以将计算16QAM4妄^:〗言号的每个比4争的LLR的方法表示为丄W (6。 ) = min(A。, /)93) - min(D 1, ￡> 2) ZMt (6,) = min(i^ ， Z) 3) - min( ,) Z瑪(62) = min( Ao, ￡>,3) - min(Dn ， ,2) 丄瑪(63) = min(化2, ￡>i3) - min(D,。 ， )当将相同方法应用于64QAM信号时，可以通过以下等式获得 构成64QAM信号的6个比特的每个比特的LLR:<formula>formula see original document page 14</formula>在这种情况下，<formula>formula see original document page 14</formula>包括上述运算的传统似然度量计算方法具有以下问题。首先，在基于如等式2中所示的信道估计补偿接收信号的畸变 的运算中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算数字通信系统中接收信号的似然度量的方法，所述方法包括：　估计所述接收信号的信道；　根据信道估计补偿所述接收信号的信道以产生补偿后的接收信号；　基于所述信道估计计算区域变量；以及　比较所述区域变量和所述补偿后的 接收信号的幅度，并根据比较的结果计算所述接收信号的似然度量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-3-16 11/378,792;KR 2006-12-29 10-2006-01391.一种计算数字通信系统中接收信号的似然度量的方法，所述方法包括估计所述接收信号的信道；根据信道估计补偿所述接收信号的信道以产生补偿后的接收信号；基于所述信道估计计算区域变量；以及比较所述区域变量和所述补偿后的接收信号的幅度，并根据比较的结果计算所述接收信号的似然度量。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，补偿信道包括将所述接收 信号和所述信道估计的复共轭相乘。3. 根据权利要求1所述的方法，其中，通过使用所述信道估计对 信号星座上对应于所述接收信号的符号坐标值进行定标来获 得所述区域变量。4. 根据权利要求3所述的方法，其中，通过用所述信道估计的幅 度的平方乘以所述符号坐标值来扭^于所述定标。5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述比较的步骤包括确定 所述补偿后的接收信号的实部或虚部的幅度是大于还是小于 所述区域变量。6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述似然度量是为符号的 每个比特所计算的对数似然比(LLR)。7. 才艮据权利要求1所述的方法，其中，所述数字通信系统是正交 频分复用(OFDM )或正交频分多址(OFDMA )系统。8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收信号是正交幅度 复用(QAM)信号。9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述QAM是16QAM，以及所述区域变量是由被表示为、=眼的值&。的整数倍所(# ，确定的，其中，/^是关于第k个符号的所述接收信号的所述信 道估计。10. 根据权利要求9所述的方法，其中 所述区域变量是±2 ，以及当所述补偿后的接收信号是关于被表示为格雷码的符号 的信号时，对所述补偿后的接收信号与所述区域变量进行比 较，并计算所述似然度量，以及所述补偿后的接收信号的第0 比特和第i比特构成所述信号星座的虚轴坐标，以及所述补偿后的接收信号的第2比特和第3比特构成所述信号星座的实轴 坐才示，包4舌将所述第0比特的似然度量计算为丄丄，0) = 2 ；将所述第1比特的似然度量计算为 如果。,t S -2 ，则A (6,) = 2( + )，否则如果^>2 ，则ZZ^(W-2(^- )，以及 将所述第2比特的似然度量计算为将所述第3比特的似然度量计算为如果<formula>formula see original document page 4</formula>否则如果<formula>formula see original document page 4</formula>以及否则^(63)=、，其中，<formula>formula see original document page 4</formula> 以及 A表示关于第k个符号的接收信号， 6 表示所述接收信号的第n比特，以及 2Zi(6J表示关于所述第n比特的LLR。11. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述QAM是64QAM, 以及所述区域变量是由被表示为、=41的值~的整数倍所确定的，其中，^是关于第k个符号的所述补偿后的接收信号 的所述信道估计。12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述区域变量是O、 ±2 、±4 、以及士6、中的任一个，以及当所述补偿后的接收信号是关于被表示为格雷码的符号 的信号时，对所述补偿后的接收信号和所述区域变量进行比 较，并计算所述似然度量，以及所述补偿后的接收信号的第0 比特、第1比特、以及第2比特构成所述信号星座的虚轴坐标， 以及所述补偿后的接收信号的第3比特、第4比特、以及第5 比特构成所述信号星座的实轴坐标，包括将所述第0比特的似然度量计算为 如果、<formula>formula see original document page 5</formula>、，否则如果<formula>formula see original document page 5</formula>否则如果<formula>formula see original document page 5</formula> ，以及否则<formula>formula see original document page 5</formula>将所述第1比特的似然度量计算为 如果<formula>formula see original document page 5</formula>否则如果<formula>formula see original document page 5</formula>否则如果-<formula>formula...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔埈相，
申请(专利权)人：POSDATA株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]