CN104883329B - 卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法和装置，包括将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算；按照配置的预处理参数对相关运算得到的信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中；分别对补偿得到的每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；从多个译码结果中选择最佳译码结果，并将最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出，其使用多组信道均衡系数对突发进行信道均衡、解映射和译码运算并从中选择最可靠的译码结果，其在突发通信系统中，针对突发中只有较少已知符号的突发，能够准确可靠的进行信道估计与均衡并有效的接收此类突发。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信领域，具体而言，涉及一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法和装置。
背景技术
信道估计与均衡技术是当今几乎任何一个通信系统都需要解决的重要的问题，其性能能够决定整个通信系统的通信能力。由于当前通信环境日益复杂，如各种频段的信号、各种物体的反射以及终端的快速移动等，均能够造成接收信号的恶化严重，因此信道估计与均衡技术在这种情况下基本属于接收终端必需的技术成分。
现有的很多信道估计与均衡技术都是利用已知的信息符号(也可以称为已知符号)来进行的，通常这种已知的信息符号均以PSK(Phase-Shift-Keying相移键控)等调制方式成段分布在接收数据符号中。具体的，如欧洲GMR-1卫星移动通信系统中的BCCH(Broadcast Control Channel，广播控制信道)中就分布了若干段已知的信息符号，接收端就可以根据这些已知符号段进行信道估计和均衡，具体方法如下，根据已知符号段进行信道估计，得到信道估计结果，然后根据信道估计结果产生一组信道系数，然后将该信道系数补偿到整个突发中，完成均衡运算，即得到信道均衡结果，从而提升接收性能，然后对信道均衡的结果进行译码，并发送至接收端。目前很多信道估计方法的估计精度都会与已知信息符号的个数相关，已知信息符号越多，则估计精度越高，因而接收的性能也就越好，然而已知信息符号的增多也会降低有用信息的传送效率，故实际通信中，对一个突发信号中已知信息符号的个数要进行严格的控制。
实际中，对于系统中较短的突发，一般情况下不会将已知符号的比例占据得太大，否则将严重影响传输效率。已知符号较少，将对信道估计与均衡带来精度提高的困难，比如GMR-1系统中的TCH3突发，只占据3个时隙，而已知的符号长度仅有一段，只有6个调制符号长度。
发明人在研究中发现，对于上述较短的突发(如TCH3突发)，现有的信道估计与均衡方法能够达到的精度十分有限，无法保证这种突发接收的信号的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法和装置，能够在具有较少已知发送符号的突发信号的通信条件下，准确可靠的进行信道估计与均衡。
第一方面，本发明实施例提供了一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，其特征在于，包括：
将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果；
按照配置的预处理参数对信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配；
将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果；
分别对每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；
在多个译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果，包括：
根据公式将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算；其中，表示信道系数，xu *[n]表示本地存储的唯一字符号，yu[n]表示接收的唯一字符号，N代表唯一字的个数。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，按照配置的预处理参数对信道估计结果进行计算，包括：
按照预设规则和配置的参数对信道估计结果进行相位扫描计算，得到多个不同相位的信道均衡系数；配置的参数包括配置的扫描间隔和配置的扫描次数。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，
按照预设规则和配置的参数对信道估计结果进行相位扫描计算，包括：
根据公式k＝0～M，对信道估计结果进行相位扫描计算；其中，为信道均衡系数，θs为扫相角度间隔，M为配置的扫描次数。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果，包括：
根据公式k＝0～M，对突发信号进行信道补偿；其中，为整个突发信号的均衡结果，y[n]为接收的整个突发信号。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，在多个译码结果中选择最佳译码结果，包括：
在多个译码结果中，选择校验结果正确的译码结果并将选择的译码结果设置为最佳译码结果；或者，
在多个译码结果中，选择可靠性度量最大的译码结果并将选择的译码结果设置为最佳译码结果；或者，
在多个译码结果中，选择校验结果正确且正确的校验结果对应的可靠性度量最大的译码结果，并将选择的译码结果设置为最佳译码结果。
第二方面，本发明实施例还提供了一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置，其特征在于，包括：
信道估计模块，用于将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果；
信道系数预处理模块，用于按照配置的预处理参数对信道估计模块得到的信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配；
信道均衡模块，用于将信道系数预处理模块计算得到的每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果；
软解调及译码模块，用于分别对信道均衡模块补偿得到的每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；
译码后处理模块，用于在软解调及译码模块得到的多个译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，信道估计模块包括：
运算单元，用于根据公式将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算；其中，表示信道系数，xu *[n]表示本地存储的唯一字符号，yu[n]表示接收的唯一字符号，N代表唯一字的个数；
信道估计单元，用于将相关运算的结果设置为突发信号的信道估计结果。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，信道系数预处理模块包括：
相位扫描单元，用于按照预设规则和配置的参数对信道估计结果进行相位扫描计算，得到多个不同相位的信道均衡系数；配置的参数包括配置的扫描间隔和配置的扫描次数；
信道系数预处理模块单元，用于将相位扫描计算的结果设置为突发信号的信道系数预处理结果。
结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，
相位扫描单元包括：
计算子单元，用于根据公式k＝0～M，对信道估计结果进行计算；其中，为信道均衡系数，θs为扫相角度间隔，M为配置的扫描次数。
本发明实施例提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法和装置，采用将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果；按照配置的预处理参数对信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配；将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果；分别对每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；在多个译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出的方案，与现有技术中的对于较短的突发(如TCH3突发)，现有的信道估计与均衡方法能够达到的精度十分有限，无法保证这种突发接收的信号的可靠性相比，其将信道估计结果进行计算后，得到多个信道均衡系数并通过该多个信道均衡系数进行信道均衡、解映射和译码运算，并从得到的多个结果中选择一个最可靠的均衡结果，本发明通过该方式在突发通信系统中，针对突发中较短已知符号的突发，能够准确可靠的进行信道估计与均衡并有效的接收此类突发。
进一步，本发明实施例提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法和装置，其信道估计部分在一般常见的方法上添加了对初次信道估计结果的预处理部分(即按照配置的预处理参数对信道估计结果进行计算)，使得用于信道均衡的信道系数作用更强，从而提高整体信道估计的性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的现有技术中的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法的流程图；
图2示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端接收的突发信号的结构类型示意图；
图3示出了本发明实施例所提供的一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置的结构示意图；
图4示出了本发明实施例所提供的另一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置的结构示意图；
图5示出了本发明实施例所提供的一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法的流程图；
图6示出了本发明实施例所提供的另一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法的流程图；
图7示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中唯一字抽取模块的实现框图；
图8示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中信道估计模块的实现框图；
图9示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中相位扫描单元的实现框图；
图10示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中译码后处理模块的实现框图；
图11示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中信道估计模块的结构示意图；
图12示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中信道系数预处理模块的结构示意图；
图13示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中信道系数预处理模块的结构示意图；
图14示出了本发明实施例所提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中译码后处理模块的结构示意图。
主要元件符号说明：
11、信道估计模块；12、信道系数预处理模块；13、信道均衡模块；14、软解调及译码模块；15、译码后处理模块；111、第一运算单元；112、信道估计单元；121、相位扫描单元；122、信道系数预处理单元；131、第二运算单元；132、信道均衡单元；150、选择单元；151、设置单元；152译码后处理单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
信道估计与均衡技术的性能决定整个通信系统的通信能力的好坏，针对卫星通信中的接收端，普通的信道估计与均衡方法一般都是对接收信号中已知的发送符号进行唯一一次的信道估计和后续的均衡处理，在已知发送符号较多的情况下该方法能够满足信道估计的精度要求，并提高接收的性能，但是随着社会的进步，对通信系统的各方面要求提高，已知发送符号渐渐被要求缩短，这种情况下普通的信道估计与均衡渐渐无法适应新的性能要求，因此有必要提出新的能够满足这种要求的信道估计与均衡技术。本发明提出的信道估计与均衡方法将能很好的适应突发中较少已知发送符号的通信条件，并且不会产生由于已知符号减少而带来的性能损失，另外本发明的装置简单、可靠性高，工作条件要求低，适用于普遍的通信系统。
下面对卫星移动通信系统的传输过程进行简要说明：
下行业务信道(即运营商向接收终端发送的业务数据所占用的信道)有各种类型，长短不一，最短的突发可以只占据4个时隙，时长为6ms，中间穿插的唯一字符号仅有8个符号，突发承载的有效数据符号有85个，前后各有2.5个保护符号，突发总长度为98个符号，唯一字符号和有效数据符号两种符号皆为π/4-CQPSK调制(coherent quadriphase shiftkeying，相干四相移相键控)，以NT4突发表示这种突发，该突发结构图2所示：
在通信系统中，以40个时隙作为一个TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)帧发送，上述突发占据一帧的4个时隙，并且下一帧仍然在一帧中的与该帧相同位置处进行发送。为了能够有效可靠的接收该突发，除了要经过频率同步定时同步及前端各种处理外，在进行译码之前还需要进行信道估计与均衡的处理。
在进行信道估计与均衡处理前，突发已经经过定时同步并下采样至单倍采样率上，前后的保护符号也已经删除(即进行了频率同步定时同步及前端各种处理)。为了能够有效可靠的从接收突发中正确解译出来信息比特，还需要进行信道估计与均衡以及符号解映射和信道译码的处理，此时不同的信道估计与均衡方法将会带来不同的性能。
下面参考图1-图4来说明本发明的一种具体实施方式，其中，图1-图4各个图中相同的信号流标识表示同一信号或相同数据。
参考图1，图1所示为当前通信系统中比较普遍的信道估计与均衡技术实现框图。该技术主要分为两部分，一部分是信道估计部分，一部分是信道均衡部分。信道估计部分的目的主要是从接收的已知符号中估计出整个接收突发的信道系数。信道均衡部分则是利用估计出的信道系数补偿整个突发。
参考图3和图4，该图即为本发明的实施例装置结构图。从图3和图4中可以看出，本发明与普通信道估计与均衡算法模块相比，本发明多出了信道系数预处理(即系数扫描)和译码后处理模块(即译码后的结果选择)部分。而在传统的信道估计之后增加的系数扫描，也是本实施例的一个关键部件，与一般信道估计不同，本实施例的信道估计不再仅利用一组整个突发的信道系数来去均衡，而是用估计出的信道系数按照一定规则和配置的参数进行相位扫描，产生多组不同相位的信道系数去对接收的突发进行均衡，同时也会进行相同次数的解映射和信道译码运算。多次处理后的结果会汇总到最后的结果选择模块部分，最后经过本实施例的结果选择和判断模块，得到最终的输出结果。
本发明提出了一种卫星通信中(即数字通信系统中)接收端的信道估计与均衡方法及装置，具有以下的特点：
1、在突发通信系统中，针对突发中较短已知符号的突发，能够准确可靠的进行信道估计与均衡并有效的接收此类突发；
2、接收系统中，信道估计部分在一般常见的方法上添加了对初次信道估计结果的预处理部分，使得用于信道均衡的信道系数作用更强，从而提高整体信道估计的性能；
3、信道估计与均衡之后，充分利用了信道译码的一些相关输出结果，并依此来判断信道均衡的结果，即信道译码内部模块的一些变量作为整体信道估计与均衡流程的一部分重要参数并充分利用这些参数，提高接收的性能；
4、该方法的整体信道估计与均衡没有反馈的部分，采用全前向进行运算，完全可以避免由于判决反馈在较低信噪比时带来的误判影响，提高了该方法的可适用范围；
5、该方法运算复杂度可控制，可通过配置不同的参数实现不同复杂度，同时也会带来不同的性能，在实际中可以根据需要灵活配置；
6、该方法可以根据实际工程实现的平台性能约束，采用并行运算的结构进行处理，极大节省硬件处理的时间要求。
本发明的具体实现方案如下：
参考图5，本发明实施例提供了一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，包括：
101、将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果。
具体的，地面站向接收端发送下行信号(即突发信号)，接收端对该突发信号进行唯一字抽取，然后将抽取的唯一字符号与本地存储的唯一字符号进行相关运算，估计出信道作用在这个突发信号的信道系数；其中，接收端中提前存储特定突发的本地唯一字序列，即将抽取的唯一字序列与该提前存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果(即信道系数)。
102、按照配置的预处理参数对信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配。
本实施例中，接收端可以产生不同的预处理信道系数，具体的，按照配置的预处理参数，根据后续运算需求，产生若干组对应突发中每一符号的用于进行均衡的信道系数(即信道均衡系数)，以便后续根据得到的多个均衡信道系数对突发信号进行均衡，其中，配置的预处理次数对应产生多少组信道系数。
并且，不同信道系数的生成以信道估计的结果为基准，并按照合理的计算方式对信道估计结果进行处理，预先得到不同信道系数；其中，第一次信道系数为信道估计输出的复数，以后各次信道系数可以按照统一的规则由信道估计输出的结果计算得到。
103、将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果。
具体的，接收端还用来将步骤102中产生的一组对应于整个突发的信道系数补偿到接收的整个突发上，完成信道均衡的运算。运算通过复数共轭相乘实现，将产生的一组信道系数都取共轭，然后分别乘以接收突发的对应的符号上即可。
其中，一组信道系数即包含多个信道系数；现有技术中是一个突发对应一个信道估计结果，即一个信道系数，然后用该信道系数进行信道均衡；本实施例中，是一个突发对应一个信道估计结果，然后将信道估计结果进行预处理，得到一组信道系数，即多个信道系数，然后分别用这多个信道系数分别对突发信号进行信道均衡，得到多个均衡结果。
104、分别对每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果。
具体的，接收端符号还用于解映射，其对均衡处理后得到的多个均衡结果按照突发信号对应的调制方式进行解映射，然后将突发中解映射得到的每一比特的软信息进行译码算法运算，得到该突发对应的信息比特，同时信道译码模块还需要输出一组能够判断该次译码准确程度的译码校验值，以便后续根据该信息比特和译码校验值从译码结果中选择最佳译码结果。
其中，输出的译码校验值与信道均衡系数的组数相匹配，本实施例中的相匹配即是相等；每一组特定的信道系数，则对应一组信道译码模块输出的校验值；同样的，配置的预处理次数与对应产生的校验值数也相匹配。
105、在多个译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出。
具体的，接收端还用来对若干组信道系数均衡和译码后的信息比特进行选择和判断，从而确定最终的结果。其存储所有经过均衡和译码的信息比特，然后按照各次译码模块输出的校验结果和译码关键值相互组合进行判断，选择最可靠的一次译码结果，将对应的信息比特作为最终的突发译码输出。
本发明实施例提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，采用将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果；按照配置的预处理参数对信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配；将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果；分别对每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；在多个译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出的方案，与现有技术中的对于较短的突发(如TCH3突发)，现有的信道估计与均衡方法能够达到的精度十分有限，无法保证这种突发接收的信号的可靠性相比，其将信道估计结果进行计算后，得到多个信道均衡系数并通过该多个信道均衡系数进行信道均衡、解映射和译码运算，并从得到的多个结果中选择一个最可靠的均衡结果，本发明通过该方式在突发通信系统中，针对突发中较短已知符号的突发，能够准确可靠的进行信道估计与均衡并有效的接收此类突发。
参考图6，本发明实施例提供了一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，包括：
201、根据配置的唯一字符号位置信息，抽取接收的突发信号中的唯一字符号。
具体的，参考图7，接收端的输入为一整个接收的突发符号y[n]，接收端根据配置的唯一字符号位置信息，输出完整的突发中所有唯一字符号yu[n]。
202、将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果。
具体的，参考图8，抽取的突发信号中的唯一字符号是经过抽取后的接收唯一字符号yu[n]，在模块中与本地存储的唯一字符号共轭相乘，然后累加，再进行平均，得到信道估计的结果。运算按如下公式进行：
其中，xu *[n]表示本地存储的唯一字符号，表示信道系数(即信道估计的结果)，yu[n]表示接收的唯一字符号，N代表唯一字的个数。
203、按照配置的预处理参数对信道估计结果进行扫描计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配。
具体的，参考图9，该部分输入的信道估计输出的结果根据配置的扫描间隔θs和配置的扫描次数M，分别计算出不同的用于信道均衡的信道系数k＝0～M，具体公式计算如下：
其中，为信道均衡系数(即得到的信道均衡结果)，θs为扫相角度间隔，本实施例中优选取π/18；M为扫相范围，即配置的扫描次数，本实施例中取2，但本发明中的θs值和M值并不限定于上述具体数值，如θs，还可以为π/10、π/12等；M还可以为1、3、4、5、10等。
需要说明的是，本实施例中的扫相范围优选为对称的正负范围，从上面的式子可以看出，当k从0到M时，相位值按照0，-theta,theta,2*theta,-2*theta,3*theta,-3*theta….这样的规律变化，这表示扫描的相位值的范围是正负对称的。这是优选的方案，实际实施中也可以按其他方式扫描相位，这应视为与本发明相同的技术。
204、将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果。
具体的，参考图10，在步骤202中得到了不同的信道系数后，通过多个不同的信道系数，分别对接收的突发信号进行均衡，本实施例中即将信道系数与接收符号共轭相乘，均衡的具体过程如下：
按照上述公式对接收的突发信号进行均衡，得到多个均衡结果；需要说明的是，本实施例中的均衡过程为并行运算的结构，即各个均衡运算之间互不影响。
205、分别对每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果。
具体的，解映射的方式由突发信号的调制方式类型所决定。由于本实施例中的突发信号中的符号的调制方式为QPSK类型，因此解映射运算过程如以下公式描述：
k＝0～M；
这里LLR()表示接收符号中每一比特的对数似然比，这些值将被送入卷积码译码器进行译码运算，具体算法步骤为常见的维特比译码算法。在本实施例中只需要译码器的相关输出，即：
CRC_v[k]＝CRCk,DEC_v[k]＝DECk,k＝0～2M；其中，CRC_v[k]表示译码后的CRC校验结果，DEC_v[k]表示译码后的最大似然度量；
CRCk表示第k次译码后的CRC校验结果，DECk表示第k次译码后的最大似然度量。
206、在多个译码结果中，选择校验结果正确的译码结果并将选择的译码结果设置为最佳译码结果；或者，在多个译码结果中，选择可靠性度量最大的译码结果并将选择的译码结果设置为最佳译码结果；或者，在多个译码结果中，选择校验结果正确且正确的校验结果对应的可靠性度量最大的译码结果，并将选择的译码结果设置为最佳译码结果。
具体的，若译码运算结果中只包括CRC，则选择CRCk正确的第K个译码结果为最佳译码结果；若译码运算结果中只包括DEC，则选择DECk正确的第K个译码结果为最佳译码结果；
若译码运算结果中，既包括CRC又包括DEC(如步骤205中的维特比译码算法)，则选择CRC_v[k]正确且所述CRC_v[k]对应的DEC_v[k]为最大值的第K个译码结果为最佳译码结果。
具体的，继续步骤205中维特比译码算法得到的译码结果，接收端选择的依据来自各次译码的输出，即CRC_v[k],DEC_v[k],k＝0～2M，按照下面图中所示的流程图进行选择和判断，最后会得到结果选择的序号sel_num，该值可能取0到M中的任何值，最后根据序号选择相应译码结果输出，完成接收信号的一次接收。译码结果选择的伪代码如下所示：
具体的，
译码结果包括：CRC_v[k]＝CRCk,DEC_v[k]＝DECk,k＝0～M，其中，CRCk表示第k次译码后的CRC校验结果，DECk表示第k次译码后的最大似然度量，
如图10所示，其具体选择过程如下：
301、预先设置temp＝0且sel_num＝0；其中，temp表示最大的DEC，sel_num表示最大的DEC对应的序号。
302、判断译码结果中的k是否大于M；其中，k表示第k次译码后的译码结果。
303、在检测到k大于M时，判定第sel_num次的译码结果为最佳译码结果，并将该最佳译码结果作为最终的突发译码输出。
304、在检测到k小于M时，判断CRC_v[k]是否等于1以及DEC_v[k]是否大于temp。本实施例中，CRC_v[k]等于1代表CRC校验结果正确，CRC_v[k]等于0表示校验结果错误。
305、在检测到CRC_v[k]等于1且DEC_v[k]大于temp时，设置sel_num＝k、temp＝DEC_v[k]，继续执行步骤306；在检测到CRC_v[k]不等于1或DEC_v[k]小于temp时，直接执行步骤306。
306、设置k＝k+1，并继续判断k是否大于M，直至在检测到k大于M时，判定第sel_num次的译码结果为最佳译码结果。
选择过程的具体代码如下：
temp＝0；
sel_num＝0；
for k＝0：2M
若CRC_v[k]＝1且DEC_v[k]>temp
temp＝DEC_v[k]，sel_num＝k；
endfor。
本发明实施例提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，采用将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果；按照配置的预处理参数对信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配；将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果；分别对每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；在多个译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出的方案，与现有技术中的对于较短的突发(如TCH3突发)，现有的信道估计与均衡方法能够达到的精度十分有限，无法保证这种突发接收的信号的可靠性相比，其将信道估计结果进行计算后，得到多个信道均衡系数并通过该多个信道均衡系数进行信道均衡、解映射和译码运算，并从得到的多个结果中选择一个最可靠的均衡结果，本发明通过该方式在突发通信系统中，针对突发中较短已知符号的突发，能够准确可靠的进行信道估计与均衡并有效的接收此类突发。
如图3和图4所示，本发明还提供了一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置，包括：
信道估计模块11，用于将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果。
信道系数预处理模块12，用于按照配置的预处理参数对信道估计模块11得到的信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配。
信道均衡模块13，用于将信道系数预处理模块12计算得到的每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果。
软解调及译码模块14，用于分别对信道均衡模块13补偿得到的每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果。
译码后处理模块15，用于在软解调及译码模块14得到的多个译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出。
进一步的，如图11所示，该卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中，信道估计模块11包括：
第一运算单元111，用于根据公式将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算；其中，表示信道系数，xu *[n]表示本地存储的唯一字符号，yu[n]表示接收的唯一字符号，N代表唯一字的个数；
信道估计单元112，用于将第一运算单元111的相关运算的结果设置为突发信号的信道估计结果。
进一步的，参考图12，该卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中，信道系数预处理模块12包括：
相位扫描单元121，用于按照预设规则和配置的参数对信道估计结果进行相位扫描计算，得到多个不同相位的信道均衡系数；配置的参数包括配置的扫描间隔和配置的扫描次数；
信道系数预处理单元122，用于将相位扫描计算的结果设置为所述突发信号的信道系数预处理结果。
进一步的，该卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中，所述相位扫描单元121包括：
计算子单元1211，用于根据公式k＝0～M，对信道估计结果进行计算；其中，为信道均衡系数，θs为扫相角度间隔，M为配置的扫描次数。
进一步的，如图13所示，该卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中，信道均衡模块13包括：
第二运算单元131，用于根据公式k＝0～M，对突发信号进行信道补偿；其中，为整个突发信号的均衡结果，y[n]为接收的整个突发信号；
信道均衡单元132，用于将第二运算单元133的运算结果设置为突发信号的信道均衡结果。
进一步的，如图14所示，该卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置中，译码后处理模块15包括：
选择单元150，用于在多个译码结果中，选择校验结果正确的译码结果；或者，在多个译码结果中，选择可靠性度量最大的译码结果；或者，在多个译码结果中，选择校验结果正确且正确的校验结果对应的可靠性度量最大的译码结果；
设置单元151，用于将多个译码结果中，选择单元150选择的校验结果正确的译码结果设置为最佳译码结果；或者，将多个译码结果中，选择单元150选择的可靠性度量最大的译码结果设置为最佳译码结果；或者，将多个译码结果中，选择单元150选择的校验结果正确且正确的校验结果对应的可靠性度量最大的译码结果设置为最佳译码结果；
译码后处理单元152，用于将设置单元151选择的最佳译码结果设置为最终的突发译码并输出。
本发明实施例提供的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置，采用将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果；按照配置的预处理参数对信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，信道均衡系数的组数与预处理参数的配置次数相匹配；将每组信道均衡系数均补偿到突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果；分别对每个信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；在多个译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出的方案，与现有技术中的对于较短的突发(如TCH3突发)，现有的信道估计与均衡方法能够达到的精度十分有限，无法保证这种突发接收的信号的可靠性相比，其将信道估计结果进行计算后，得到多个信道均衡系数并通过该多个信道均衡系数进行信道均衡、解映射和译码运算，并从得到的多个结果中选择一个最可靠的结果，本发明通过该方式在突发通信系统中，针对突发中较短已知符号的突发，能够准确可靠的进行信道估计与均衡并有效的接收此类突发。
本发明提出了一种卫星通信中(即数字通信系统中)接收端的信道估计与均衡方法及装置，具有以下的特点：
1、在突发通信系统中，针对突发中较短已知符号的突发，能够准确可靠的进行信道估计与均衡并有效的接收此类突发；
2、接收系统中，信道估计部分在一般常见的方法上添加了对初次信道估计结果的预处理部分，使得用于信道均衡的信道系数作用更强，从而提高整体信道估计的性能；
3、信道估计与均衡之后，充分利用了信道译码的一些相关输出结果，并依此来判断信道均衡的结果，即信道译码内部模块的一些变量作为整体信道估计与均衡流程的一部分重要参数并充分利用这些参数，提高接收的性能；
4、该方法的整体信道估计与均衡没有反馈的部分，采用全前向进行运算，完全可以避免由于判决反馈在较低信噪比时带来的误判影响，提高了该方法的可适用范围；
5、该方法运算复杂度可控制，可通过配置不同的参数实现不同复杂度，同时也会带来不同的性能，在实际中可以根据需要灵活配置；
6、该方法可以根据实际工程实现的平台性能约束，采用并行运算的结构进行处理，极大节省硬件处理的时间要求。
本发明实施例所提供的进行卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，其特征在于，包括：
将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果；
按照配置的预处理参数对所述信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，所述信道均衡系数的组数与所述预处理参数的配置次数相匹配；
将每组所述信道均衡系数均补偿到所述突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果；
分别对每个所述信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；
在多个所述译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出。
2.根据权利要求1所述的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，其特征在于，所述将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果，包括：
根据公式将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算；其中，表示信道系数，xu *[n]表示本地存储的唯一字符号，yu[n]表示接收的唯一字符号，N代表唯一字的个数。
3.根据权利要求2所述的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，其特征在于，所述按照配置的预处理参数对所述信道估计结果进行计算，包括：
按照预设规则和配置的参数对所述信道估计结果进行相位扫描计算，得到多个不同相位的信道均衡系数；所述配置的参数包括配置的扫描间隔和配置的扫描次数。
4.根据权利要求3所述的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，其特征在于，所述按照预设规则和配置的参数对所述信道估计结果进行相位扫描计算，包括：
根据公式对所述信道估计结果进行相位扫描计算；其中，为信道均衡系数，θs为扫相角度间隔，M为配置的扫描次数。
5.根据权利要求4所述的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，其特征在于，所述将每组所述信道均衡系数均补偿到所述突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果，包括：
根据公式对所述突发信号进行信道补偿；其中，为突发信号的信道均衡结果，y[n]为接收的突发信号。
6.根据权利要求5所述的卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法，其特征在于，所述在多个所述译码结果中选择最佳译码结果，包括：
在多个所述译码结果中，选择校验结果正确的译码结果并将选择的所述译码结果设置为最佳译码结果；或者，
在多个所述译码结果中，选择可靠性度量最大的译码结果并将选择的所述译码结果设置为最佳译码结果；或者，
在多个所述译码结果中，选择校验结果正确且正确的校验结果对应的可靠性度量最大的译码结果，并将选择的所述译码结果设置为最佳译码结果。
7.一种卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置，其特征在于，包括：
信道估计模块，用于将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算，得到信道估计结果；
信道系数预处理模块，用于按照配置的预处理参数对所述信道估计模块得到的所述信道估计结果进行计算，得到多组信道均衡系数；其中，所述信道均衡系数的组数与所述预处理参数的配置次数相匹配；
信道均衡模块，用于将所述信道系数预处理模块计算得到的每组所述信道均衡系数均补偿到所述突发信号中，得到对应的多个信道均衡结果；
软解调及译码模块，用于分别对所述信道均衡模块补偿得到的每个所述信道均衡结果进行解映射和译码运算，得到多个译码结果；
译码后处理模块，用于在所述软解调及译码模块得到的多个所述译码结果中选择最佳译码结果，并将该最佳译码结果对应信息比特作为最终的突发译码输出。
8.根据权利要求7所述的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置，其特征在于，所述信道估计模块包括：
运算单元，用于根据公式将抽取的突发信号中的唯一字符号与存储的本地唯一字符号进行相关运算；其中，表示信道系数，xu *[n]表示本地存储的唯一字符号，yu[n]表示接收的唯一字符号，N代表唯一字的个数；
信道估计单元，用于将所述相关运算的结果设置为所述突发信号的信道估计结果。
9.根据权利要求8所述的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置，其特征在于，所述信道系数预处理模块包括：
相位扫描单元，用于按照预设规则和配置的参数对所述信道估计结果进行相位扫描计算，得到多个不同相位的信道均衡系数；所述配置的参数包括配置的扫描间隔和配置的扫描次数；
信道系数预处理模块单元，用于将相位扫描计算的结果设置为所述突发信号的信道系数预处理结果。
10.根据权利要求9所述的卫星通信中接收端的信道估计与均衡装置，其特征在于，所述相位扫描单元包括：
计算子单元，用于根据公式对所述信道估计结果进行计算；其中，为信道均衡系数，θs为扫相角度间隔，M为配置的扫描次数。
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