[发明专利]基于低密度奇偶校验码译码软信息的码辅助帧同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低信噪比情况下基于LDPC码译码软信息的码辅助帧同步方法，属通信技 术领域。

背景技术

采用置信传播(BP)迭代译码算法的低密度奇偶校验码(LDPC)具有逼近加性高斯白噪声 (AWGN)信道容量的性能。结构化的LDPC码(准循环LDPC码)因具有优异的性能已被广泛应 用到IEEE 802.11n和IEEE 802.16e等现代通信标准中。

传统的帧同步方法通过已知导频序列与接收到的符号序列的相关运算来确定帧边界。由 于系统的同步精度随着信噪比的降低而减小，在信噪比很低时，这种同步方法不能正常工作， 译码电路会与解调电路脱节，出现无码可译的系统性能瓶颈。若系统的帧同步遭到破坏，系 统的译码性能将急剧恶化，帧失步下的符号同步等问题也将失去意义。为了降低帧同步错误 率(FSER)，需要使用较多的导频符号来保证帧同步性能，这样就会占用过多的带宽和信号功 率。

如何在低信噪比条件下，不借助导频序列的相关处理，而利用迭代译码信息来辅助系统 的帧同步是LDPC码编码系统在实际应用中的重要研究课题。目前，已经有一些文献对LDPC 码辅助的无导频帧同步方法做了研究，但这些同步方法都需要在一次完整的迭代译码过程后 借助译码信息进行信号处理，因而帧同步捕获的速度较慢，且消耗过多的功率。

有人根据不同帧偏移时的硬判决信息向量满足校验矩阵中校验约束的比例来确定帧边 界，提出了硬判决的帧同步方法。虽然硬判决帧同步方法不需要一次完整的迭代译码过程， 且只需简单的异或运算和加和运算来实现，但由于硬判决后，信道软输出值中的有用信息有 所流失，这种同步方法的性能比基于软信息的码辅助帧同步方法要差得多，为达到一定的帧 同步性能以满足实际应用的要求，需要至少两帧以上的硬判决信息向量进行联合运算，因而 增加了硬件复杂度，限制了它的实用性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种帧同步捕获速度快且功耗低的基于低 密度奇偶校验码译码软信息的码辅助帧同步方法。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种基于低密度奇偶校验码译码软信息的码辅助帧同步方法，它首先逐次计算缓存结构 中不同帧偏移时的信道软信息向量满足LDPC码校验矩阵中所有校验方程约束的概率与违背 所有约束的概率的对数似然比值，然后根据最大对数似然比值对应的帧偏移来确定最终的帧 同步边界点，它包括以下步骤：

a.系统发送端将准循环LDPC码编码后的码字与长度为N的伪随机(PN)扰码序列进行 异或运算；

b.伪随机PN扰码序列乘上准循环LDPC码校验矩阵H_M×N转置后的矩阵得到校验错误图 案

c.将系统接收端收到的数据分别以符号频率1/T_s采样，采样后的数据通过平方根升余弦 匹配滤波器得到滤波后的数据，最后将匹配后的数据储存在缓存单元中；

d.将缓存单元中在帧偏移值为u时开始截取的软信息向量送 进LDPC码译码器；

e.LDPC码译码器根据下式计算软信息向量为时帧同步方法的初始值：