專利名稱：一種基于聯(lián)合檢測和軟判決譯碼的信號(hào)接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無線通信系統(tǒng)中的基于聯(lián)合檢測和軟判
決譯碼的信號(hào)接收方法。
背景技術(shù)：
碼分多址(CDMA)是一種擴(kuò)頻接入方法。其原理是將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬
的信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬
被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作
相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。 正交頻分多址(0FDMA)是一種以O(shè)F匿為基礎(chǔ)的多載波接入方法。其原理是將頻
譜分成許多正交子載波，選取一部分子載波組成子信道，并利用OFDM進(jìn)行傳輸。由于各子
載波是并行傳輸?shù)?，可以大大消除信?hào)波形間的干擾。OFmi還可以采用碼擴(kuò)技術(shù)，將要發(fā)送
的頻域數(shù)據(jù)經(jīng)過碼擴(kuò)之后分配到一個(gè)子信道的各個(gè)子載波上。 上述OF匿系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)都涉及到一個(gè)聯(lián)合檢測的問題。另外，軟判決譯碼是 相對于硬判決譯碼的一種譯碼方法，軟判決譯碼在加性高斯白噪聲信道下比硬判決譯碼高 2分貝的編碼增益。若兩者能聯(lián)合應(yīng)用，則能進(jìn)一步提高通信系統(tǒng)的性能。本發(fā)明提出了一 種結(jié)合聯(lián)合檢測和軟判決譯碼的通信方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種基于聯(lián)合檢測和軟判決譯碼的信號(hào)接收方法，該方法包括
a.對接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測； b.基于聯(lián)合檢測的結(jié)果，計(jì)算接收信號(hào)的可靠信息；
c.基于所述可靠信息對接收信號(hào)進(jìn)行軟判決譯碼。 該方法中，所述接收信號(hào)可以為CDMA信號(hào)，使用信道估計(jì)和擴(kuò)頻碼對接收信號(hào)進(jìn)
行聯(lián)合檢測。所述接收信號(hào)也可以為OFmi信號(hào)，使用信道估計(jì)，對接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測。
所述接收信號(hào)還可以為經(jīng)過碼擴(kuò)的OF匿信號(hào)，使用信道估計(jì)和碼擴(kuò)矩陣組成的組合信道 矩陣，對接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測。上述所述信道估計(jì)可以是利用導(dǎo)頻或者訓(xùn)練序列來估計(jì) 信道，并進(jìn)行信道擬合，所述信道擬合可以為低通濾波。 優(yōu)選的，步驟b中，計(jì)算接收信號(hào)的每個(gè)比特的可靠信息為每個(gè)比特的似然比，并 采用可靠信息的絕對值來衡量每個(gè)比特的可靠度，所述絕對值越小，所述比特的可靠度越 低；步驟c中，對接收信號(hào)的一個(gè)碼元的若干個(gè)可靠度最低的比特進(jìn)行組合，再對每一個(gè)組 合的碼元進(jìn)行硬判決譯碼，并計(jì)算硬判決譯碼結(jié)果與所述碼元的可靠信息的歐氏距離，選 取歐氏距離最小的碼元組合作為譯碼輸出。 優(yōu)選的，步驟b中，計(jì)算接收信號(hào)的每個(gè)符號(hào)的可靠信息為與該符號(hào)次最近的歐 氏距離，并采用可靠信息來衡量每個(gè)符號(hào)的可靠度，所述可靠信息的值越小，所述符號(hào)的可 靠度越低；步驟c中，對接收信號(hào)的一個(gè)碼元的若干個(gè)可靠度最低的符號(hào)進(jìn)行組合，再對每一個(gè)組合的碼元進(jìn)行硬判決譯碼，將硬判決譯碼結(jié)果調(diào)制成符號(hào)序列，計(jì)算所述符號(hào)序列 與接收信號(hào)的歐氏距離，選取歐氏距離最小的符號(hào)序列對應(yīng)的碼元組合作為譯碼輸出。
本發(fā)明有效的結(jié)合了聯(lián)合檢測和軟判決譯碼兩種技術(shù)，可以進(jìn)一步提高通信系統(tǒng) 的性能。尤其對于OF匿系統(tǒng)，首先采用碼擴(kuò)可以獲得頻率分集，有效的降低信道的衰落程 度；然后采用信道擬合技術(shù)和軟判決譯碼可以進(jìn)一步改善0FDM系統(tǒng)性能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的0F匿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的在信道編碼后進(jìn)行16QAM調(diào)制的星座示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)0F匿子信道的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方法。以一個(gè)如圖1所示的OFmi系統(tǒng)為例，在發(fā)射端，信源經(jīng)過信源編碼和信道編碼后，
通過0F匿調(diào)制發(fā)射出去；在接收端，通過0F匿解調(diào)接收信號(hào)后進(jìn)行聯(lián)合檢測，基于聯(lián)合檢 測的結(jié)果計(jì)算接收信號(hào)的可靠信息，然后依據(jù)所述可靠信息對接收信號(hào)進(jìn)行軟判決譯碼， 最后進(jìn)行信源譯碼。下面詳細(xì)說明本實(shí)施例的信號(hào)發(fā)射和接收過程中的關(guān)鍵步驟。
1、信道編碼 本實(shí)施例采用(26，24)RS碼做信道碼，其由GF(25)域上的(31,29)碼截短所得。每 個(gè)編碼塊中含有96個(gè)比特。設(shè)每個(gè)編碼塊中的比特為(b。，lv…，bj，根據(jù)編碼比特構(gòu)造 29個(gè)碼元符號(hào)(S。，Sp…，Sj，每個(gè)符號(hào)由5個(gè)比特組成，方法如下:S。 = (0b。b扁，S丄= (0b4b5b6b7)， …，S23 — (0b92b93b94b95) ， S24 — (00000) ， S25 — (00000) ， S26 — (00000) ， S27 — (00000)，S28 = (00000);編碼之后加上2個(gè)校驗(yàn)碼一共31X5 = 155個(gè)比特，S。，S" ...，S23 中的第1個(gè)比特不發(fā)射，SM，S^…，S28不發(fā)射，則編碼之后發(fā)射的比特一共有155-24-5X5 =106個(gè)比特。
2、0FDM調(diào)制發(fā)射 信道編碼之后的二進(jìn)制信息首先通過如圖2所示的16QAM調(diào)制，將16QAM調(diào)制后 的數(shù)據(jù)再進(jìn)行OF匿調(diào)制。 本實(shí)施例的OF匿系統(tǒng)采用128個(gè)子載波，分享1M的帶寬。每8個(gè)子載波組成一 個(gè)子信道，第i個(gè)子信道使用i， i+16， i+32， i+48， i+64， i+80， i+96， i+112號(hào)子載波。如 圖3所示為一個(gè)子信道的示意圖，每個(gè)子信道是一個(gè)8X8的時(shí)頻二維網(wǎng)格。對每一個(gè)子信 道采用碼擴(kuò)技術(shù)，即將要發(fā)送的頻域數(shù)據(jù)經(jīng)過碼擴(kuò)之后分配到一個(gè)子信道的各個(gè)子載波之 上。 碼擴(kuò)技術(shù)具體為通過碼擴(kuò)變換x = Ws，將1個(gè)符號(hào)變換成Ns個(gè)數(shù)據(jù)。其中，s為 碼擴(kuò)之前的符號(hào)，x為碼擴(kuò)之后的數(shù)據(jù)，W是大小NsXl的碼擴(kuò)矩陣。在本實(shí)施例中，擴(kuò)頻矩 陣采用W8的前1列，將1個(gè)數(shù)據(jù)擴(kuò)展為8個(gè)數(shù)據(jù)。
W8 將碼擴(kuò)以后的數(shù)據(jù)映射到8X8的子信道上，并采用pilot符號(hào)用作信道估計(jì)。最 后將時(shí)頻率映射之后的數(shù)據(jù)經(jīng)過IFFT變換，加入循環(huán)前綴，上變頻發(fā)射出去。
3、0FDM解調(diào)接收 接收信號(hào)通過下變頻，完成同步接收之后，將每一個(gè)OF匿符號(hào)進(jìn)行FFT變換轉(zhuǎn)化
成頻域數(shù)據(jù)。 4、聯(lián)合檢測 為了使得聯(lián)合檢測更加精確，首先對子信道進(jìn)行信道估計(jì)，并將估計(jì)的子信道在 頻域內(nèi)進(jìn)行擬合。所述信道擬合技術(shù)可以為先將信道估計(jì)在頻域內(nèi)進(jìn)行插值，沒有利用的 子載波通過信道插值獲得其信道估計(jì)值，然后將所有子載波的信道估計(jì)值進(jìn)行低通濾波。 采用長為L的低通窗函數(shù)進(jìn)行濾波，濾波前為了避免濾波器的邊緣效應(yīng)，可以將信道估計(jì) 向高/低頻率各等值延拓L-l點(diǎn)長度。在本實(shí)施例中，對所有已經(jīng)使用的子載波進(jìn)行LS信 道估計(jì)，將估計(jì)之后的信道先內(nèi)插為128個(gè)子載波的信道，然后將128點(diǎn)信道左右各等值延 拓6個(gè)點(diǎn)，即140個(gè)點(diǎn)信道響應(yīng)，最后使用[1， 1， 1， 1， 1， 1， 1]/7的權(quán)值對140點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾 波。 下一步，從濾波后的信道估計(jì)中抽取出所需要的子載波的信道估計(jì)進(jìn)行聯(lián)合檢測 運(yùn)算。設(shè)本實(shí)施例中某子信道各子載波的擬合之后的信道估計(jì)分別為/^，^"…，/^ ，則接
收信號(hào)為y = Hs+n， H為擬合之后的信道估計(jì)和碼擴(kuò)矩陣組成的組合信道矩陣，其中，y為
頻域接收信號(hào)，H計(jì)算如下
H
0 //，
0 0
0
0
w


通過聯(lián)合檢測的方法對S進(jìn)行恢復(fù)，聯(lián)合檢測采用匪SE檢; r = (H*H+o 21)—
然后將匪SE檢測之后的數(shù)據(jù)r進(jìn)行16QAM解調(diào)。 5、計(jì)算可靠信息
5
基于聯(lián)合檢測的結(jié)果，計(jì)算接收信號(hào)的可靠信息。在本實(shí)施例中，計(jì)算接收信號(hào)的 每個(gè)比特的可靠信息為該比特的似然比，即為
X exp
2y <formula>formula see original document page 6</formula>
其中Q 。是對應(yīng)比特位為0的星座點(diǎn)所組成的集合，Q i是對應(yīng)比特位為1的星座 點(diǎn)所組成的集合，02為噪聲功率。 采用似然比的絕對值來衡量該比特的可靠度，似然比的絕對值越小，該比特的可 6、軟譯碼 利用上述的接收信號(hào)的每個(gè)比特的可靠信息，對接收信號(hào)的每個(gè)信道碼元采用軟 判決譯碼。從一個(gè)碼元的n個(gè)比特可靠信息找出可靠度最低的m個(gè)比特，即可靠信息的絕 對值最小的m個(gè)比特。該碼元對這m個(gè)比特進(jìn)行組合后，對應(yīng)有2m個(gè)序列。對每一個(gè)序列 進(jìn)行硬判決譯碼，并計(jì)算硬判決譯碼后的碼元與接收信號(hào)的可靠信息的歐氏距離。選取2m 次譯碼中歐氏距離最小的碼元作為譯碼輸出碼元。 本實(shí)施例中，記一個(gè)碼元每比特對應(yīng)的可靠信息為L = L2，…，L鄉(xiāng)，在這106 個(gè)可靠信息中尋找出可靠信息的絕對值最小的3個(gè)比特，其對應(yīng)的序號(hào)不妨假設(shè)為1，2，3。 對這3個(gè)比特進(jìn)行組合，得到8個(gè)碼元 X0 二A,^，A,…，X
106
iS"| 2 tS， ， iS*3 ， " "^i。a X， — *S*i ， iS，
'106
,5106 X4 = Sl，"^2，S3,…,"5106 X5 二51,152,15
106 X3 = ^ ， & ， 53 i6 二4,^,;3,…，Ao6 ,7 二A,^,;3,…，^6 ,其中其中f—十1 。
將以上8個(gè)碼元依次做RS譯碼后，得到譯碼后的碼元G 二 $ , &,..., S。6
由
于譯碼后的碼元是0，1序列，因此需要先將譯碼后的碼元轉(zhuǎn)換成-1， +1雙極性序列 ￡ = A^2，...^1Q6 & =2^—1 。計(jì)算轉(zhuǎn)換后的雙極性碼元與該碼元的可靠信息的歐氏距
離4= ||Ci_L||。從中找出歐氏距離最小的碼元組合作為軟譯碼的結(jié)果。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，基于聯(lián)合檢測的結(jié)果，可以不直接計(jì)算接收信號(hào)的每 個(gè)比特的可靠信息，而改為計(jì)算接收信號(hào)的每個(gè)符號(hào)的可靠信息。在16QAM星座圖上，離 匪SE檢測之后的信號(hào)r最近和次最近的星座點(diǎn)分別記為a和i ，最近的星座點(diǎn)即為解調(diào)符 號(hào)，則記每個(gè)解調(diào)符號(hào)^的可靠信息為 丄=
/■* 一a
L值越大，解調(diào)符號(hào)3的可靠度越低。 記一個(gè)碼元的每個(gè)符號(hào)對應(yīng)的可靠信息為L" L2，
， L,，在這N個(gè)可靠信息中尋找出可靠信息的絕對值最小的3個(gè)符號(hào)，其對應(yīng)的序號(hào)不妨假設(shè)為1，2，3。對這3個(gè)符號(hào)進(jìn) 行組合，得到8個(gè)碼元 i0 = ^^^...^w ，i, = 3 3，.."^ ,i2 = S 3，...,aw , i3 = (^，^2，厶3,…，^y ，i4 = (5 3，...，< ,i5 = S"^,^,.."^ ,
免6 二 A,^,^,.,"^ ,i7 二 ^^^"."^ 。 將以上8個(gè)碼元依次做RS譯碼后，得到8個(gè)比特序列，再將該8個(gè)比特序列調(diào)制 成8個(gè)符號(hào)序列，然后再計(jì)算這8個(gè)符號(hào)序列與接收信號(hào)的歐氏距離，歐氏距離最小值對應(yīng) 的比特序列即為軟譯碼的結(jié)果。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基于聯(lián)合檢測和軟判決譯碼的信號(hào)接收方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟a.對接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測；b.基于聯(lián)合檢測的結(jié)果，計(jì)算接收信號(hào)的可靠信息；c.基于所述可靠信息對接收信號(hào)進(jìn)行軟判決譯碼。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a，所述接收信號(hào)為CDMA信號(hào)，使用信道 估計(jì)和擴(kuò)頻碼對接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a，所述接收信號(hào)為OFDM信號(hào)，使用信道 估計(jì)，對接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于步驟a，所述接收信號(hào)為經(jīng)過碼擴(kuò)的OFmi信 號(hào)，使用信道估計(jì)和碼擴(kuò)矩陣組成的組合信道矩陣，對接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測。
5. 如權(quán)利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，所述信道估計(jì)是利用導(dǎo)頻或者訓(xùn)練序 列來估計(jì)信道，并進(jìn)行信道擬合。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述信道擬合是指進(jìn)行低通濾波。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于步驟b中，計(jì)算接收信號(hào)的每個(gè)比特的可靠信息為每個(gè)比特的似然比，并采用可靠信 息的絕對值來衡量每個(gè)比特的可靠度，所述絕對值越小，所述比特的可靠度越低；步驟c中，對接收信號(hào)的一個(gè)碼元的若干個(gè)可靠度最低的比特進(jìn)行組合，再對每一個(gè) 組合的碼元進(jìn)行硬判決譯碼，并計(jì)算硬判決譯碼結(jié)果與所述碼元的可靠信息的歐氏距離， 選取歐氏距離最小的碼元組合作為譯碼輸出。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟b中，計(jì)算接收信號(hào)的每個(gè)符號(hào)的可靠信息為與該符號(hào)次最近的歐氏距離，并采 用可靠信息來衡量每個(gè)符號(hào)的可靠度，所述可靠信息的值越小，所述符號(hào)的可靠度越低；步驟c中，對接收信號(hào)的一個(gè)碼元的若干個(gè)可靠度最低的符號(hào)進(jìn)行組合，再對每一個(gè) 組合的碼元進(jìn)行硬判決譯碼，將硬判決譯碼結(jié)果調(diào)制成符號(hào)序列，計(jì)算所述符號(hào)序列與接 收信號(hào)的歐氏距離，選取歐氏距離最小的符號(hào)序列對應(yīng)的碼元組合作為譯碼輸出。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于聯(lián)合檢測和軟判決譯碼的信號(hào)接收方法，該方法包括a.對接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測；b.基于聯(lián)合檢測的結(jié)果，計(jì)算接收信號(hào)的可靠信息；c.基于所述可靠信息對接收信號(hào)進(jìn)行軟判決譯碼。本發(fā)明有效的結(jié)合了聯(lián)合檢測和軟判決譯碼兩種技術(shù)，可以進(jìn)一步提高通信系統(tǒng)的性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101771644SQ20081024679
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者李劍, 李航 申請人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司