[发明专利]基于Polar法改进的AWGN信道实现方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于Polar法改进的AWGN信道实现方法及装置，所述方法包括：结合LFSR法和CASR法，产生两组均匀分布的随机序列；根据所述随机序列查找预存的查找表并进行计算，得到高斯白噪音。所述装置包括随机序列产生模块、索引产生模块、时钟信号产生模块、延时模块以及高斯白噪声产生模块。本发明的基于Polar法改进的AWGN信道实现方法和装置生成的随机序列的连续输出相关性更小，在计算查表索引的过程中避免了数据丢失及跨时钟域的问题，同时提高了输出速率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于Polar法改进的AWGN信道实现方法及装置。

背景技术

在现实通信系统中，通信系统的传输信道并不理想，总是受各种干扰和噪音的影响，其中，高斯白噪声是最有害的干扰之一。为了可以准确地测试和分析现实通信系统的性能，技术人员通常在实验室条件下模拟真实的通信环境，人为地产生高斯白噪声。现有的硬件高斯噪声产生方法通常包括物理噪声产生方法和数字合成噪声方法两类。物理噪声发生器精度较高，但是实现电路较为复杂，因此在工程中多选用数字式噪声发生方法。

目前最常用的数字式高斯白噪音产生方法主要是基于随机序列(PN)直接计算的CLT法(中心极限定理法)和基于随机序列查表的Box–Muller法及Polar法(极坐标法)。CLT法需要大量并行随机索引因子进行运算，严重降低运行速率；Box–Muller法的两组PN序列只能得到一组高斯噪音输出，若要实现复高斯噪声，则需要另外添加两组PN序列，并且要达到较精确的输出时，PN序列的位宽需要很高，这会产生不必要的资源浪费。

Polar法为Box–Muller法的改进型，主要是提高了PN序列的利用率，使用两组PN序列即可得到复高斯噪声输出，但在实现过程中，不符合要求的中间索引因子会被丢弃掉，根据概率计算，大约21％的数据会被丢弃，硬件实现时，这会影响生成白噪音的连续性，为保证最后的高斯噪声能够连续输出，在硬件实现时需要跨时钟域操作，这使得在产生高速率噪声因子时会对系统时钟的要求很高。同时为了同步两时钟域的数据，往往需要额外添加一个FIFO(First Input First Output，先入先出队列)，造成了系统资源的浪费。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于Polar法改进的AWGN信道实现方法及装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个方面提供了一种基于Polar法改进的AWGN信道实现方法，包括：

S1：结合LFSR法和CASR法，产生两组均匀分布的随机序列。

S2：根据所述随机序列查找预存的查找表并进行计算，得到高斯白噪音。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

S11：使用LFSR法产生一组随机序列p_L(t)；

S12：使用CASR法产生一组随机序列p_c(t)；

S13：将p_L(t)与p_c(t)按位进行异或运算，得到均匀分布的第一随机序列p₁(t)；

S14：重复步骤S11、S12和S13，得到均匀分布的第二随机序列p₂(t)，其中，t为自然数。

在本发明的一个实施例中，所述S11包括：

S111：使用长度为32位的移位寄存器进行数据反馈，其中，反馈式为：

D³²(t)＝D³²(t-1)+D⁸(t-1)+D⁵(t-1)+D²(t-1)+1；