[发明专利]低复杂度超奈奎斯特传输方法

摘要

本发明公开了一种低复杂度超奈奎斯特传输方法。信息序列经过高斯脉冲整形后进行超奈奎斯特码元速率传输，接收端用匹配于发送端的高斯脉冲成形滤波器对接收信号进行匹配滤波，并以和发端相同的超奈奎斯特采样速率对匹配滤波器输出进行采样。采样信号先进行最大似然序列估计（MLSE）以补偿接收信号中的码间串扰（ISI），得到软值输出信息，通过在信道译码器和FTN均衡器之间迭代交换先验软值信息进一步改善系统误码性能。所采用的高斯成形脉冲可使得FTN传输系统ISI抽头能量快速衰减，使用MLSE均衡算法只需考虑很少的ISI抽头数量便可以获得近似最优误码性能，极大的降低了系统实现复杂度。

主权项

一种低复杂度超奈奎斯特传输方法，其特征在于步骤如下：第一步，设独立同分布的二进制信源经信道编码、伪随机交织、星座映射后得到待传输码元序列ak，再将调制后的码元序列经高斯成形脉冲h(t)进行整形，得到待传输的线性调制信号sa(t)=Σnanh(t-nτT)---(1)]]>其中，T＝1/2B为奈奎斯特码元传输间隔，B为系统带宽，a＝[ak]是待发送的二进制码元序列向量，h(t)具有单位能量，即压缩因子τ＝TF/T∈(0,1]，相应的码元传输速率为1/τT，即码元以TF＝τT为时间间隔进行传输；第二步,在接收端对接收信号r(t)使用高斯脉冲进行匹配滤波后，以τT为时间间隔对滤波器输出进行采样，得到离散接收信号样值yk=∫-∞∞r(t)h*(t-kτT)dt---(2)]]>其中，h*(t)为h(t)的共轭；设信号经加性白高斯噪声(AWGN)信道传输，即r(t)＝sa(t)+n(t)，n(t)～N(0,N0)是方差为N0的白噪声，由(2)得到yk=Σn=-∞∞ang(n-k)+ηk=akg(0)+Σn=-∞,n≠k∞ang(n-k)+ηk---(3)]]>其中，表示码间串扰(ISI)系数，为滤波后的噪声样值；第三步，对接收信号yk利用最大似序列估计(MLSE)算法进行均衡，得到软输出信息，根据高斯脉冲ISI抽头能量快速衰减的特点，搜索的ISI抽头长度为LI＝2～3；FTN均衡算法为ISI信道条件下的最优均衡算法，并采用基于Ungerboneck模型的截断改进维特比(TMVA)算法实现；该算法直接对匹配滤波器的输出yk进行运算，其递推关系式为JK(ak-LI+1,...,ak)=JK-1(ak-LI,...,ak-1)+maxak∈{±1}{ak[g(0)yk-Σi=1Llg(i)ak-i]}---(5)]]>式中Jk(ak‑L+1,…,ak)是状态ak‑L+1,…,ak在时间t＝kτT处的度量值，LI是干扰当前码元ak的串扰码元数；第四步，将均衡器得到的软值信息进行逆星座映射，得到比特似然比(LLR),经信道译码器译码后得到二进制符号的软值信息，经比特交织和软星座映射后反馈给MLSE均衡器，该步骤迭代多次，然后对信道译码器输出软值信息进行符号判决，得到发送二进制信息序列。