利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì)的方法、裝置及其 通信系統(tǒng)，屬于無線通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無線通信的發(fā)展過程中，隨著用戶對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速率和傳輸質(zhì)量的要求越來越 高，各種提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐率和穩(wěn)定性與可靠性的技術(shù)逐漸被人們發(fā)現(xiàn)和利用，其中多輸 入多輸出（Multiple Input Multiple Output, ΜΙΜΟ)系統(tǒng)極大地提高了系統(tǒng)的吞吐率、 穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)為了進(jìn)一步提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的可靠性，正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM),波束成形（Beamforming，BF)和空時(shí)分組編碼 (Space Time Block Code，STBC)被廣泛應(yīng)用。在MMO技術(shù)的發(fā)展過程中，OFDM在系統(tǒng)中的 應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?，再加上OFDM本身具備的對(duì)抗多徑傳播影響的特點(diǎn)，更鞏固了它 在MMO系統(tǒng)中的地位，但MMO系統(tǒng)中采用OFDM最大的限制是射頻端功率放大器的非線性 對(duì)傳輸信號(hào)的影響，這是因?yàn)镺FDM傳輸信號(hào)較大的峰值平均功率比（Peak Average Power Ratio, PAPR)使傳輸信號(hào)的幅值很容易就進(jìn)入功率放大器的非線性區(qū)，從而導(dǎo)致傳輸信號(hào) 幅值和相位的失真，這在一定程度上限制了系統(tǒng)的擴(kuò)展。
[0003] 為了克服使用OFDM發(fā)送的上述的缺點(diǎn)，在MMO系統(tǒng)中逐漸采用了單載波調(diào)制的 傳輸方式。主要因?yàn)閱屋d波傳輸信號(hào)的PAPR較低，降低了對(duì)系統(tǒng)功率放大器的選用壓力。 但是，單載波傳輸系統(tǒng)中接收端選擇在頻域進(jìn)行信道均衡對(duì)傳輸信號(hào)有耦合的作用，這很 不利于利用對(duì)數(shù)似然比（LLR)進(jìn)行軟解調(diào)的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了彌補(bǔ)單載波傳輸系統(tǒng)中接收端頻域均衡對(duì)時(shí)域信號(hào)的耦合作用使 LLR計(jì)算不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì) 的方法、裝置及其通信系統(tǒng)。
[0005] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì)方法，包括如下步驟：
[0007] (1)在發(fā)送端，發(fā)射比特映射為星座符號(hào)之后，按系統(tǒng)設(shè)定的單載波符號(hào)塊的大 小，在每個(gè)符號(hào)塊中等間隔地插入若干個(gè)已知的時(shí)域?qū)ьl；
[0008] (2)在接收端，將接收到的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行信道均衡，再把均衡后的頻域 信號(hào)轉(zhuǎn)換到時(shí)域中利用已知的導(dǎo)頻序列對(duì)噪聲方差和頻域均衡對(duì)信號(hào)的耦合作用進(jìn)行估 計(jì)。
[0009] 進(jìn)一步的，步驟（1)中插入時(shí)域?qū)ьl的方法為：
[0010] 對(duì)映射后的星座符號(hào)，在每個(gè)大小為Nd的塊中插入NP個(gè)導(dǎo)頻，ND為系統(tǒng)規(guī)定的單 載波符號(hào)塊在不包括導(dǎo)頻時(shí)的大小，插入的方式為從每個(gè)單載波符號(hào)塊的開始處，每隔N e 個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)均勻插入一個(gè)導(dǎo)頻，其中：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì)方法，其特征在于，包括如下步 驟： (1) 在發(fā)送端，發(fā)射比特映射為星座符號(hào)之后，按系統(tǒng)設(shè)定的單載波符號(hào)塊的大小，在 每個(gè)符號(hào)塊中等間隔地插入若干個(gè)已知的時(shí)域?qū)ьl； (2) 在接收端，將接收到的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行信道均衡，再把均衡后的頻域信號(hào) 轉(zhuǎn)換到時(shí)域中利用已知的導(dǎo)頻序列對(duì)噪聲方差和頻域均衡對(duì)信號(hào)的耦合作用進(jìn)行估計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì)方法，其特征 在于，所述步驟（1)按系統(tǒng)設(shè)定的單載波符號(hào)塊的大小，在每個(gè)符號(hào)塊中等間隔地插入若 干個(gè)已知的時(shí)域?qū)ьl具體為： 對(duì)映射后的星座符號(hào)，在每個(gè)大小為ND的塊中插入NP個(gè)導(dǎo)頻，ND為系統(tǒng)規(guī)定的單載波 符號(hào)塊在不包括導(dǎo)頻時(shí)的大小，插入的方式為從每個(gè)單載波符號(hào)塊的開始處，每隔凡個(gè)數(shù) 據(jù)符號(hào)均勻插入一個(gè)導(dǎo)頻，其中
，在每個(gè)單載波符號(hào)塊中的相鄰兩個(gè)導(dǎo)頻的符 號(hào)是相反的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì)方法，其特征 在于，在一個(gè)單載波符號(hào)塊中，導(dǎo)頻的的具體位置和符號(hào)為：
其中，k為插入導(dǎo)頻后的單載波符號(hào)塊中符號(hào)的索引。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì)方法，其特征 在于，設(shè)均衡后的頻域信號(hào)轉(zhuǎn)換到時(shí)域上為r(t)，則 r(t) =a?x(t)+z(t) 其中，a是頻域均衡對(duì)信號(hào)的耦合作用因子，z(t)是等效的方差為< 的加性高斯白噪 聲； 所述利用已知的導(dǎo)頻序列對(duì)噪聲方差和頻域均衡對(duì)信號(hào)的耦合作用進(jìn)行估計(jì)為：依據(jù) 如下公式分別對(duì)其中的r+(k)和1*_〇〇進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到兩者的均值和方差，再計(jì)算得到a和 的估計(jì)： r+(k) =a(+l)+z+(k) r_(k) =a(_l)+z_(k) 其中，r+(k)表示接收數(shù)據(jù)中插入的導(dǎo)頻符號(hào)為正，r_(k)表示接收數(shù)據(jù)中插入的導(dǎo)頻 符號(hào)為負(fù)，z+(k)，z_(k)表示均衡后時(shí)域信號(hào)中相應(yīng)的等效加性噪聲。
5. -種實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方 差估計(jì)方法的裝置，包括發(fā)送端裝置和接收端裝置，其特征在于， 所述發(fā)送端裝置包括：星座映射模塊，用于將用戶發(fā)送的比特映射成星座符號(hào)；時(shí)域 導(dǎo)頻插入模塊，用于接收星座映射模塊輸出的星座符號(hào)，按系統(tǒng)設(shè)定的單載波符號(hào)塊的大 小，在每個(gè)符號(hào)塊中等間隔地插入若干個(gè)已知的時(shí)域?qū)ьl； 所述接收端裝置包括：頻域均衡模塊，用于將接收的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行信道均 衡；時(shí)域轉(zhuǎn)換模塊，用于將頻域均衡后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)域信號(hào)；以及，噪聲方差計(jì)算模塊， 用于利用已知的時(shí)域?qū)ьl序列對(duì)噪聲方差和頻域均衡對(duì)信號(hào)的耦合作用進(jìn)行估計(jì)。
6. -種包括根據(jù)權(quán)利要求5所述的噪聲方差估計(jì)裝置的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 接收端裝置還包括：LLR計(jì)算模塊，用于根據(jù)噪聲方差計(jì)算模塊得到的噪聲方差和頻域均 衡對(duì)信號(hào)的耦合作用因子計(jì)算對(duì)應(yīng)調(diào)制方式下的對(duì)數(shù)似然比LLR;解星座映射模塊，用于 將均衡后的星座符號(hào)逆映射為數(shù)據(jù)比特；LDPC信道譯碼模塊，用于結(jié)合LLR計(jì)算模塊得到 的LLR對(duì)接收比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行信道譯碼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述LLR計(jì)算模塊依據(jù)公式
計(jì)算得到LLR，其中a是頻域均衡對(duì)信號(hào)的耦合作用因子，< 是噪聲方差，r是頻域均衡后在轉(zhuǎn)化到時(shí)域的接收信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用時(shí)域?qū)ьl的單載波通信系統(tǒng)噪聲方差估計(jì)方法、裝置及其通信系統(tǒng)，所述方法為：在系統(tǒng)的發(fā)射端，當(dāng)發(fā)射比特映射為星座符號(hào)之后按系統(tǒng)設(shè)定的單載波符號(hào)塊的大小，在每個(gè)符號(hào)塊中等間隔地插入若干個(gè)已知的時(shí)域?qū)ьl序列，同時(shí)，在接收端，接收數(shù)據(jù)經(jīng)過定時(shí)同步處理和信道估計(jì)后，在頻域?qū)邮諗?shù)據(jù)進(jìn)行信道均衡，然后再把均衡后的頻域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到時(shí)域中利用已知的導(dǎo)頻序列對(duì)噪聲方差進(jìn)行估計(jì)，方便計(jì)算軟解調(diào)所需的對(duì)數(shù)似然比信息，從而達(dá)到提升系統(tǒng)性能的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在不提高系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下充分克服和利用單載波系統(tǒng)中頻域均衡對(duì)信號(hào)的影響，即能發(fā)揮單載波低峰值平均功率比的優(yōu)點(diǎn)，又能明顯改善系統(tǒng)軟解調(diào)的性能。
【IPC分類】H04L25-03, H04L25-02
【公開號(hào)】CN104580037
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410837144
【發(fā)明人】何世文, 馬士民, 王海明, 楊綠溪, 黃永明, 張軍, 洪偉, 江華
【申請(qǐng)人】江蘇中興微通信息科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日