[发明专利]一种Turbo编码和BFSK调制的FFH通信系统的MAP解调译码方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及采用二进制正交频移键控(Binary Frequency Shift Keying，BFSK)的快速跳频(Fast Frequency Hopping，FFH通信系统)，尤其是FFH通信系统中的一种联合解调译码方法。

背景技术

对于在快速跳频通信系统(Fast Frequency Hopping Communication System)应用较为广泛的非相干BFSK信号，主要有时域非相干解调和频域非相干解调两种解调方法。两种解调方法性能一致，但频域非相干软解调具有算法简单的优点，在实际的FFH系统中更为常用。

Turbo码，又称并行级联卷积码(Parallel Concatenated Convolution Code，PCCC)，它巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，实现了随机编码的思想。若干次的迭代译码使Turbo码具有很强的纠错能力，以致逼近最大似然译码。模拟结果表明，Turbo码在一定条件下具有逼近Shannon限的性能。鉴于其优异的性能，Turbo码被确定为第三代移动通信系统(IMT-2000)的信道编码方案之一，并且3GPP的三个具有代表性的标准都将Turbo码作为其信道编码方案。

在现有的FFH系统中，常用的编码方法有Reed-Solomon(RS)编码、卷积编码等。而在常见的民用系统中，Turbo码因其良好的性能已得到广泛的应用。在AWGN(Additive WhiteGaussian Noise)信道下采用BPSK非相干解调时，在编码效率均为1/2、且码长相当的条件下，在误码率为10^-5处，采用MAP(maximum a posteriori，最大后验概率)译码的Turbo码比采用维特比译码的卷积码大约有接近1dB的编码增益。

MAP译码算法采用了反馈译码的结构，实现了软输入/软输出(soft input，soft output，SISO)，递推迭代译码，使编译码过程实现了伪随机化，并简化了最大似然译码算法，使其性能逼近Shannon限。然而，在迭代译码过程中，涉及到信道转移概率(channel transitionprobability)的计算，因此，译码算法和具体的调制解调方法以及信道模型有关。在现有的技术文献中，只有关于相移键控(Phase Shift Keying，PSK)、正交幅度调制(Quadracture AmplitudeModulation，QAM)等调制解调方法的MAP译码算法的相关论述和推导。在采用Turbo编码的FFH/BFSK系统中，当采用非相干解调时，如何进行正确的MAP译码，成为一个有待解决的课题。

发明内容

本发明提供一种Turbo编码和BFSK调制的FFH通信系统的MAP解调译码方法，以实现FFH系统中正确进行Turbo译码，实现较常用的卷积码更大的编码增益。

本发明详细技术方案如下：

一种Turbo编码和BFSK调制的FFH通信系统的MAP解调译码方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤1：在发送端，设需要发送的数字化二进制信源数据中一帧数据为U＝(u₁，u₂，…，u_k，…u_N)，其中k＝1、2、…、N，N为帧大小，信源数据u_k依次经过Turbo编码和BFSK调制后，通过FH调制器产生跳频信号F_h为当前t时刻的跳频频率。最后经过天线发射出去。

步骤2：设发送信号经过频率选择性慢衰落信道，接收信号为B(t)*s(t)+n(t)，其中，A为发送端复信号的幅度，B(t)为复高斯随机过程，f_i(i＝0，1)为BFSK调制的两个调制频点f₀、f₁。原始接收信号经解跳后得到中频信号