[发明专利]多载波系统的软判决方法

说明书

技术领域

本发明涉及多载波系统的软判决方法，特别适合用于任何格雷码星座映射进行软判决的方法。

背景技术

随着现代通信技术的发展，各种通信业务对数据传输速率的要求越来越高，有限的频谱资源显得愈加珍贵。采用高阶多元调制技术可以有效提高系统的通信效率，但是在发射功率一定时，采用高阶多元调制技术会使得系统功率效率降低。现代通信系统中大多使用较好的信道编码方案(如Turbo码，LDPC码等)来解决高阶调制技术功率效率低的缺点。传统的多载波接收机中包括了同步器、信道估计器、FFT(快速傅立叶变换)、噪声方差估计器和信道译码器，信道译码器采用软输入信息进行迭代译码，即解调器不进行判决，而是直接输出模拟量或是将解调器输出波形进行多电平量化，而不是进行简单的0、1两电平量化。这样可以获得高于硬判决技术2～3dB的性能增益。所以在对星座映射解调时，均采用软判决技术代替硬判决技术来计算信号比特的软判决信息，以保证信道译码器的性能。

为了满足各种业务需求，目前的通信系统中大多采用格雷码方式的星座映射，并且要求支持多种星座调制模式(如32QAM、64QAM等模式)，其中包括方形星座和非方形星座。传统的软判决信息生成的方法多是基于最小欧式距离算法的改进方法。

方形星座如图1所示，其I、Q两路信号相互独立，每个比特的置信度信息只与信号的实部或虚部有关。非方形星座如图2所示，其比特置信度不仅可能与信号的实部有关，还可能与虚部有关。在非方形星座下，其I、Q两路信号不是相互独立的，信号的实部和虚部都可能对某比特的置信度产生影响。方形星座可以看作非方形星座的一种特例。图中的I、Q信号为：根据三角函数关系式，载波信号可以展开为两部分：cosw_ct部分和sinw_ct部分，其中含cosw_ct部分的项称为同向分量(I-phase，I分量)，含sinw_ct部分的项称为正交分量(Quadature，Q分量)。b_i(i＝0、1、2…5)表示一个调制符号(如64QAM、32QAM等)的比特。坐标值中的a为调制参数，在某一种调制模式下为常量。图中的各数值(如100000、100001等)为每个对应的比特在该位置的取值。

传统的信号均衡的频域表达式为其中R为接收到的信号，H为信道在子载波上的复数增益，Y表示均衡后符号，*表示对复数取共轭，||²为复数模方。这种传统的方式对信号均衡时引入了除法运算，增加了硬件资源的消耗，并且由于需要在资源开销和数据精度之间做折中，结果常使得系统的性能有所降低。并且基于最小欧式距离算法的解调器太过复杂，为了支持多种星座模式的解调，硬件开销也很大。而目前基于最小欧式距离算法改进的简化算法多是针对特定的星座图特点设计的，还不能很好的支持多种星座图的解调。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供了一种多载波系统的软判决方法，能够支持各种调制模式的星座解调，并且硬件开销小，可以适用于对任何格雷码星座映射进行软判决。

本发明多载波系统的软判决方法，包括步骤：

通过同步器对输入的信号进行同步，再将信号经信道估计器进行信道估计和噪声方差估计器进行噪声方差估计；

将经过所述信道估计的信号进行快速傅里叶计算后输出到相位均衡器；

在相位均衡器对数据的相位进行纠正；

将相位纠正后的数据、信道响应的模和估计的噪声方差数据传入软判决模块，计算软判决的公共参数；

根据星座图结构和计算得到的公共参数，获得每个比特的对数似然比信息；

将所述的对数似然比信息通传入信道译码器，进行译码。

其中信号同步、信道估计、快速傅立叶计算、噪声方差估计和信道译码均与现有方式相同。在本发明的方法中将信号相位的纠正和幅度的补偿分开进行处理，相位纠正步骤只对数据相位进行纠正，将传统的信号均衡的频域表达式表示为Y＝R·H^*，目的在于简化系统的设计。幅度的补偿在计算公共参数中进行处理。软判决模块采用计算公共参数和对数似然比的两极结构实现，这样即可以计算出所有具有格雷码星座映射的调制模式的对数似然比信息，同时也避免了信道均衡时的硬件的除法结构，使得软判决方法和系统都得到了简化。

具体的，在星座调制的比特分布图中，通过部分硬判决将星座进行区域划分，将信号实部与虚部对于比特置信度度量的影响区分开，使每个比特的置信度的度量信息只与所在区域内的实部或虚部相关。

进一步的，所述的计算软判决的公共参数包括：