CN105337918A - 对数似然比的获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种对数似然比的获取方法及装置，用于获取OFDM调制信号帧中的数据子载波各比特的对数似然值。所述方法包括：获取数据子载波的干扰方差；根据所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数以及所述数据子载波所映射的QAM符号，获取所述数据子载波的各比特的对数似然值。该方法可以在接收OFDM信号时，有效对抗同邻频干扰信号，提高接收机的接收性能。

Description

对数似然比的获取方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种对数似然比的获取方法及装置。

背景技术

正交频分复用技术(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技术是使用大量密集排列的正交子载波的数字多载波调制方案，每个子载波通过使用常规的调制技术而被分别地进行调整，所述调制技术包括正交幅度调制技术(QAM，QuadratureAmplitudeModulation)，所述QAM是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式。

OFDM和QAM技术常常被应用在无线通信系统中，以提升所述通信系统的抗干扰能力，在对通信系统中的OFDM调制信号进行解调时，可以采用维特比(Viterbi)译码，所述Viberbi译码是针对卷积码的最大似然译码算法，此类译码一般采用迭代译码，译码时需要输入比特软信息，QAM解调的目的就是计算比特软信息，以用于Viberbi译码的输入部分。一般来讲，比特软信息可以用对数似然比(LLR，LikelihoodRate)来表示。

在上述无线通信系统中，以IEEE802.11g为例，所述IEEE802.11g所处的频率段位于2.4GHz的ISM频带上。该频带上除了IEEE802.11g的信号外，还有蓝牙(BT，BlueTooth)信号和微波炉信号等同邻频干扰信号。这些邻频干扰信号与IEEE802.11g的信号相互叠加，会造成采用IEEE802.11g协议的OFDM的信号接收机不能对OFDM信号正常解调。在信道嘈杂的情况下，IEEE802.11g信号，BT信号，微波炉信号等在同频带或临频带上共存，会造成大量IEEE802.11g信号接收数据错误，降低了IEEE802.11g中的各站点(STA，Station)或接入点(AP，AccessPoint)的通信效率。

现有技术中，无线通信系统中信号存在同频干扰，通信效率较低的问题。

发明内容

本发明解决的问题无线通信系统中信号存在同频干扰，通信效率较低的问题。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种对数似然比的获取方法，用于获取OFDM调制信号帧中的数据子载波各比特的对数似然值；所述方法包括：

获取数据子载波的干扰方差；

根据所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数以及所述数据子载波所映射的QAM符号，获取所述数据子载波的各比特的对数似然值。

可选的，所述数据子载波包括接收端收到的OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波和DATA域的OFDM符号的数据子载波。

可选的，所述数据子载波的比特位是通过所述数据子载波所映射的QAM符号进行解映射获取到的。

可选的，所述数据子载波为接收端收到的OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波；

所述数据子载波的干扰方差根据发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波、接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波和对应数据子载波的信道估计系数所确定的。

可选的，所述数据子载波的干扰方差通过如下公式进行确定：

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_k=\frac{1}{2}\underset{m=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|R_{\mathrm{LTF},m,k}-{\hat{H}}_k{S}_{\mathrm{LTF},m,k}\left|\right|}^2,$

其中，第k个数据子载波的干扰方差，m为OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，S_LTF,m,k为发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，R_LTF,m,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，m的取值范围为[1，2]，k的取值范围为[1，64]。

可选的，所述对应所述数据子载波的信道估计系数根据发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波和接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波进行确定。

可选的，所述对应所述数据子载波的信道估计系数通过公式 ${\hat{H}}_k=\underset{m=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}\frac{R_{\mathrm{LTF},m,k}}{S_{\mathrm{LTF},m,k}}$ 进行确定，

其中，m为OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，S_LTF,m,k为发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，R_LTF,m,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，m的取值范围为[1，2]，k的取值范围为[1，64]。

可选的，所述数据子载波为接收端收到的OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波；

通过如下公式获取所述数据子载波的各比特的对数似然值：

$\begin{array}{c}\mathrm{LLR}\left(b_l\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k})=\frac{1}{{\widehat{\mathrm{\σ}}}_k^2}\{\underset{\left\{S_{\mathrm{SIGNAL}}\right|b_l=0\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{SIGNAL}}\left|\right|}^2\\ -\underset{\left\{S_{\mathrm{SIGNAL}}\right|b_l=1\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{SIGNAL}}\left|\right|}^2\}\end{array}$

其中，k为数据子载波的索引值，R_SIGNAL,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的第k个数据子载波，LLR(b_l|R_SIGNAL,k)为所述OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的第k个数据子载波的第l个比特的对数似然值，S_SIGNAL表示所述第k个数据子载波所映射的QAM符号，{S_SIGNAL|b_l＝0}表示第l比特为0的所有QAM符号S_SIGNAL的集合；{S_SIGNAL|b_l＝1}表示第l比特为1的所有QAM符号S_SIGNAL的集合，第k个数据子载波的干扰方差，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数。

可选的，所述数据子载波为接收端收到的OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的数据子载波；所述方法还包括，在获取所述数据子载波的干扰方差之前对所述数据子载波进行均衡处理。

可选的，通过如下公式对所述子载波进行均衡处理：

${\hat{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}=\frac{R_{\mathrm{DATA},n,k}}{{\hat{H}}_k}$

其中，n为OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，R_DATA,n,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为均衡处理后得到的所述DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，n的取值范围为[1，M]，k的取值范围为[1，64]。

可选的，还包括：根据接收端所接收的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的数据子载波、均衡处理后经过QAM星座点判决后得到的DATA域的OFDM符号的数据子载波和对应数据子载波的信道估计系数确定数据子载波的临时方差。

可选的，所述数据子载波的临时方差通过如下公式进行确定：

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_{n,k}={\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k{\tilde{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}\left|\right|}^2$

其中，n为OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，为DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波的临时方差，R_DATA,n,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为均衡处理后经过QAM星座点判决后得到的所述DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，n的取值范围为[1，N]，k的取值范围为[1，64]。

可选的，通过如下公式进行QAM星座点判决：

${\tilde{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}=\underset{S\∈Q}{\min }{\left|\right|{\hat{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}-S\left|\right|}^2$

其中，为均衡处理后得到的所述DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，Q为QAM星座点集合，S为所述QAM星座点集合中的元素。

可选的，所述数据子载波的干扰方差通过如下公式进行获取：

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_k=\frac{1}{\min (n,\mathrm{Len}\_\mathrm{Avg})}\underset{l=0}{\overset{\min (n,\mathrm{Len}\_\mathrm{Avg})-1}{\mathrm{\Σ}}}{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{n-l,k}$

其中，第k个数据子载波的干扰方差，Len_Avg为第一阈值，min(n,Len_Avg)为n和Len_Avg中较小的值，为DATA域的第(n-l)个OFDM符号的第k个数据子载波的临时方差。

可选的，所述数据子载波为接收端收到的OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的数据子载波，通过如下公式获取所述数据子载波的各比特的对数似然值：

$\begin{array}{c}\mathrm{LLR}\left(b_l\right|R_{\mathrm{DATA},n,k})=\frac{1}{{\widehat{\mathrm{\σ}}}_k^2}\{\underset{\left\{S_{\mathrm{DATA}}\right|b_l=0\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{DATA}}\left|\right|}^2\\ -\underset{\left\{S_{\mathrm{DATA}}\right|b_l=1\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{DATA}}\left|\right|}^2\}\end{array}$

其中，m为OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，R_DATA,n,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，LLR(b_l|R_DATA,n,k)为所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波的第l个比特的对数似然值，S_DATA表示所述第k个数据子载波所映射的QAM符号，{S_DATA|b_l＝0}表示第l比特为0的所有QAM符号S_DATA的集合；{S_DATA|b_l＝1}表示第l比特为1的所有QAM符号S_DATA的集合，第k个数据子载波的干扰方差，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，n的取值范围为[1，N]，k的取值范围为[1，64]。

可选的，其特征在于，还包括：若所述n的取值大于第二阈值且第一系数大于系数阈值，则：确定所述接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波R_DATA,n,k的值为零，并确定为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数值为零。

可选的，所述系数阈值大于或等于零。

可选的，所述第一系数通过如下公式进行获取：

$J_k=1-\frac{\mathrm{Len}\_T{h}_{\mathrm{DATA}}\·P_s\·{\left|\right|{\hat{H}}_k\left|\right|}^2}{\underset{l=0}{\overset{\mathrm{Len}\_T{h}_{\mathrm{DATA}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n-l,k}\left|\right|}^2}$

其中，J_k为所述第一系数，Len_Th_DATA为所述第二阈值，P_s为所述第k个数据子载波所映射的QAM符号的平均功率，R_DATA,n-l,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第(n-l)个OFDM符号的第k个数据子载波。

可选的，所述OFDM调制信号帧包括采用IEEE802.11g制式的OFDM调制信号帧。

为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种对数似然比的获取装置，用于获取OFDM调制信号帧中的数据子载波各比特的对数似然值；包括：

噪声获取单元，用于获取数据子载波的干扰方差；

软信息获取单元，用于根据所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数以及所述数据子载波所映射的QAM符号，获取所述数据子载波的各比特的对数似然值。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

通过获取数据子载波的干扰方差，进而根据所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数以及所述数据子载波所映射的QAM符号，获取所述数据子载波的各比特的对数似然值的方法，可以在接收OFDM信号时，有效对抗蓝牙、微波炉等信号的同邻频干扰信号，提高接收机的接收性能。

进一步，利用新型的均衡方式并配合软译码解映射方式，获取用于Viterbi软译码的输入，可以有效提高信号对干扰信号的对抗性能，从而提高解调正确性，提高通信系统在干扰嘈杂环境下的通信效率。

附图说明

图1是IEEE802.11g协议的OFDM的调制信号帧的帧结构示意图；

图2是本发明技术方案提供的对数似然比的获取方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波的各比特位的对数似然值的获取方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的DATA域的OFDM符号的数据子载波的各比特位的对数似然值的获取方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的对数似然比的获取装置的结构示意图。

具体实施方式

现有技术中，无线通信系统中信号存在同频干扰，通信效率较低的问题。以IEEE802.11g为例，由于IEEE802.11g所处的频率段位于2.4GHz的ISM频带上，该频带上除了IEEE802.11g的信号外，还有蓝牙(BT，BlueTooth)信号和微波炉信号等同邻频干扰信号。这些邻频干扰信号与IEEE802.11g的信号相互叠加，会造成信号接收机不能采用IEEE802.11g协议的OFDM的调制信号帧进行正确解调。

所述采用IEEE802.11g协议的OFDM的调制信号帧的帧结构请参考图1，在OFDM的调制信号帧中，每个OFDM符号均有64个数据子载波。所述OFDM的调制信号帧包括STF域、LTF域、SIGNAL域以及DATA域。

所述STF(ShortTrainingField)域也称为短训练序列域，所述SIF域包括10个短训练序列，所述短训练序列用于接收端的自动增益控制(AGC，AutomaticGainControl)等功能中的信号检测。所述LTF(LongTrainingField)域也称为长训练序列域，所述LTF域包括2个长训练序列，所述长训练序列用于接收端进行信道估计以及通信系统的同步等操作。所述SIGNAL域也可以称为Header域，所述SIGNAL域包含接收端在物理层解调时所需的关于接收信号帧的组成信息、DATA域部分的调制映射方式、编码码率以及DATA域长度信息等。所述SIGNAL域的OFDM符号可以采用6Mbps速率的调制编码。所述DATA域用于IEEE802.11g的OFDM调制信号帧传输介质访问控制层(MAC，MediaAccessControl)数据，所述DATA域的OFDM符号可以采用6Mbps(兆位每秒)、9Mbps、12Mbps、18Mbps、24Mbps、36Mbps、48Mbps和54Mbps速率的调制编码。所述DATA域包含多个数据包Data1、Data2、…、Data(n)等。

在上述的无线通信系统中，信号存在同频干扰，通信效率较低的问题。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种对数似然比的获取方法，图2是本发明技术方案提供的对数似然比的获取方法的流程示意图。如图2所示，首先执行步骤S1，获取数据子载波的干扰方差。

所述数据子载波包括接收端收到的OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波和DATA域的OFDM符号的数据子载波。

进而根据不同的数据子载波分别确定对应所述数据子载波的干扰方差。

执行步骤S2，根据所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数以及所述数据子载波所映射的QAM符号，获取所述数据子载波的各比特的对数似然值。

对于SIGNAL域或者DATA域的OFDM符号的数据子载波，根据步骤S1所获取到的对应所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数和所述数据子载波所映射的QAM符号，可以获取所述数据子载波的各比特的对数似然值。

接收端对收到的OFDM调制信号在经过均衡处理后，进行QAM解映射，将QAM信号恢复为比特(bit)信息，所述bit信号作为进行Viterbi译码处理的输入部分。在此过程中，需要对信道进行估计，在本申请文件中，对应获取数据子载波的信道估计系数，所述信道估计系数用于进行软信息的提取，即用于获取QAM解映射后所获取到所述数据子载波的各比特位的对数似然值。

本发明技术方案所提供的对数似然比的获取方法可以在接收OFDM信号时，有效对抗蓝牙、微波炉等信号的同邻频干扰信号，提高接收机的接收性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本实施例中分别对SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波的各比特位的对数似然值和DATA域的OFDM符号的数据子载波的各比特位的对数似然值的获取进行说明。

图3是本实施例提供的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波的各比特位的对数似然值的获取方法的流程示意图。

如图3所示，执行步骤S301，利用LTF域数据获取SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波所对应的信道估计系数。

对应所述数据子载波的信道估计系数可以根据发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波和接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波进行确定。

具体地，可以通过公式(1)确定所述SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波的信道估计系数。

${\hat{H}}_k=\underset{m=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}\frac{R_{\mathrm{LTF},m,k}}{S_{\mathrm{LTF},m,k}}---\left(1\right)$

其中，m为OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，S_LTF,m,k为发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，R_LTF,m,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应第k个数据子载波的信道估计系数，m的取值范围为[1，2]，k的取值范围为[1，64]。

需要说明的是，在本实施例中采用如上方法获取数据子载波的信道估计系数，在其他实施例中，本领域技术人员也可以采用其他方法对信道进行估计，进而获取对应数据子载波的信道估计系数。

执行步骤S302，获取SIGNAL域的OFDM符号的各数据子载波的干扰方差。

所述数据子载波的干扰方差可以根据发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波、接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波和对应数据子载波的信道估计系数进行确定。

具体地，可以通过公式(2)确定所述SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波的干扰方差。

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_k=\frac{1}{2}\underset{m=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|R_{\mathrm{LTF},m,k}-{\hat{H}}_k{S}_{\mathrm{LTF},m,k}\left|\right|}^2---\left(2\right)$

其中，第k个数据子载波的干扰方差，S_LTF,m,k为发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，R_LTF,m,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波。

结合公式(1)所得到的对应各数据子载波的信道估计系数，通过公式(2)就可以获取到SIGNAL域的OFDM符号的第k个数据子载波的干扰方差

执行步骤S303，对SIGNAL域的OFDM符号的各数据子载波进行QAM解映射。

对SIGNAL域的OFDM符号的各数据子载波进行QAM解映射，将QAM信号恢复为比特位信息，以用于Viterbi译码处理的输入部分。

所述QAM解映射的过程为本领域技术人员所熟知，在此不再进行详细阐述。

执行步骤S304，获取SIGNAL域的OFDM符号的各述数据子载波的比特位的软信息。

对于第k个数据子载波的各比特位的软信息，即各比特位的对数似然值可以通过公式(3)进行获取。

$\mathrm{LLR}\left(b_l\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k})=\frac{1}{{\widehat{\mathrm{\σ}}}_k^2}\{\underset{\left\{S_{\mathrm{SIGNAL}}\right|b_l=0\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{SIGNAL}}\left|\right|}^2$

$-\underset{\left\{S_{\mathrm{SIGNAL}}\right|b_l=1\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{SIGNAL}}\left|\right|}^2\}---\left(3\right)$

其中，R_SIGNAL,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的第k个数据子载波，LLR(b_l|R_SIGNAL,k)为所述OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的第k个数据子载波的第l个比特的对数似然值，S_SIGNAL表示所述第k个数据子载波所映射的QAM符号，{S_SIGNAL|b_l＝0}表示第l比特为0的所有QAM符号的集合；{S_SIGNAL|b_l＝1}表示第l比特为1的所有QAM符号的集合。

所述l的取值可以根据实际QAM符合进行相应的设定，例如16QAM的调制方式，则所述l的取值为1、2、3和4，例如64QAM的调制方式，则所述l的取值为1、2、3、4、5和6等。

通过集合{S_SIGNAL|b_l＝0}和{S_SIGNAL|b_l＝1}集合将数据子载波中的比特位分为0和1的两个集合，通过公式(3)可以根据当前处理的数据子载波的比特位与这两个集合的距离而确定当前SIGNAL域的第k个数据子载波的第l个比特的对数似然值LLR(b_l|R_SIGNAL,k)。

下面结合图4对DATA域的OFDM符号的数据子载波的各比特位的对数似然值的获取进行说明。

图4是本实施例提供的DATA域的OFDM符号的数据子载波的各比特位的对数似然值的获取方法的流程示意图。

如图4所示，执行步骤S401，利用LTF域数据获取DATA域的OFDM符号的数据子载波所对应的信道估计系数。

步骤S401中获取数据子载波所对应的信道估计系数的方法请参考步骤S301。

可以通过公式(1)确定DATA域的OFDM符号的数据子载波的信道估计系数。

执行步骤S402，对DATA域的OFDM符号的各数据子载波进行均衡处理。

在接收端接收到DATA域的OFDM符号的数据子载波R_DATA,n,k后，可以对所接收的数据子载波R_DATA,n,k进行均衡处理。其中，n为OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，R_DATA,n,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波。n的取值范围为[1，N]，k的取值范围为[1，64]。所述N的取值可以根据OFDM调制信号帧的DATA域的长度进行相应的确定。

可以通过公式(4)对所述数据子载波R_DATA,n,k进行均衡处理。

${\hat{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}=\frac{R_{\mathrm{DATA},n,k}}{{\hat{H}}_k}---\left(4\right)$

其中，为均衡处理后得到的所述DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为步骤S401中所获取的对应所述第k个数据子载波的信道估计系数。

执行步骤S403，确定DATA域的OFDM符号的各数据子载波的临时方差。

在本实施例中，可以根据接收端所接收的OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的数据子载波、均衡处理后经过QAM星座点判决后得到的DATA域的OFDM符号的数据子载波和对应数据子载波的信道估计系数确定数据子载波的临时方差。

可以通过公式(5)对均衡处理后的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波进行QAM星座点判决。

${\tilde{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}=\underset{S\∈Q}{\min }{\left|\right|{\hat{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}-S\left|\right|}^2---\left(5\right)$

其中，为均衡处理后经过QAM星座点判决后得到的所述DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，Q为QAM星座点集合，S为所述QAM星座点集合中的元素。

通过如下所述公式(6)获取数据子载波的临时方差。

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_{n,k}={\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k{\tilde{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}\left|\right|}^2---\left(6\right)$

其中，为DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波的临时方差。

结合公式(5)和公式(6)可以得到DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波的临时方差

执行步骤S404，获取DATA域的OFDM符号的各数据子载波的干扰方差。

根据DATA域的OFDM符号的各数据子载波的临时方差可以对各数据子载波的干扰方差进行确定。

通过公式(7)确定所述DATA域的OFDM符号的数据子载波的干扰方差。

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_k=\frac{1}{\min (n,\mathrm{Len}\_\mathrm{Avg})}\underset{l=0}{\overset{\min (n,\mathrm{Len}\_\mathrm{Avg})-1}{\mathrm{\Σ}}}{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{n-l,k}---\left(7\right)$

其中，第k个数据子载波的干扰方差，Len_Avg为第一阈值，min(n,Len_Avg)为n和Len_Avg中较小的值，为DATA域的第(n-l)个OFDM符号的第k个数据子载波的临时方差。所述第一阈值Len_Avg可以根据实验数据等进行相应的设定。

所述min(n,Len_Avg)表示n和Len_Avg中较小的值。

执行步骤S405，对DATA域的OFDM符号的各数据子载波进行QAM解映射。

对DATA域的OFDM符号的各数据子载波进行QAM解映射，将QAM信号恢复为比特位信息，以用于Viterbi译码处理的输入部分。

执行步骤S406，获取DATA域的OFDM符号的各数据子载波的比特位的软信息。

对于第k个数据子载波的各比特位的软信息，即各比特位的对数似然值可以通过公式(8)进行获取。

$\mathrm{LLR}\left(b_l\right|R_{\mathrm{DATA},n,k})=\frac{1}{{\widehat{\mathrm{\σ}}}_k^2}\{\underset{\left\{S_{\mathrm{DATA}}\right|b_l=0\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{DATA}}\left|\right|}^2$

$-\underset{\left\{S_{\mathrm{DATA}}\right|b_l=1\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{DATA}}\left|\right|}^2\}---\left(8\right)$

其中，LLR(b_l|R_DATA,n,k)为OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波的第l个比特的对数似然值，S_DATA表示所述第k个数据子载波所映射的QAM符号，{S_DATA|b_l＝0}表示第l比特为0的所有QAM符号S_DATA的集合；{S_DATA|b_l＝1}表示第l比特为1的所有QAM符号S_DATA的集合。

通过集合{S_DATA|b_l＝0}和{S_DATA|b_l＝1}集合将数据子载波中的比特位分为0和1的两个集合，通过公式(8)可以根据当前处理的数据子载波的比特位与这两个集合的距离而确定当前DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波的第l个比特的对数似然值LLR(b_l|R_DATA,n,k)。

需要说明的是，在上述确定DATA域的数据子载波的比特位的对数似然值的过程中，若n的取值大于第二阈值且第一系数大于系数阈值，则：确定所述接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波R_DATA,n,k的值为零，并确定为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数值为零，则此时通过公式(8)所获取的DATA域的数据子载波的比特位的对数似然值也为零，这样处理可以对DATA域中解调数据性能较差的数据子载波进行有目的滤除。

所述第二阈值记为Len_Th_DATA，所述第二阈值的取值可以根据求取数据子载波的稳定平均功率的统计长度的实际实验数据进行相应的设定。在所述n的取值达到所述第二阈值时，所述DATA域的数据子载波可以求得稳定的平均功率。

所述第一系数用于描述DATA域的数据子载波的可靠度指标，可以通过公式(9)进行获取。

$J_k=1-\frac{\mathrm{Len}\_T{h}_{\mathrm{DATA}}\·P_s\·{\left|\right|{\hat{H}}_k\left|\right|}^2}{\underset{l=0}{\overset{\mathrm{Len}\_T{h}_{\mathrm{DATA}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n-l,k}\left|\right|}^2}---\left(9\right)$

其中，J_k为所述第一系数，Len_Th_DATA为所述第二阈值，P_s为所述第k个数据子载波所映射的QAM符号的平均功率，R_DATA,n-l,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第(n-l)个OFDM符号的第k个数据子载波。

同时需要预先设定对应所述第一系数的系数阈值，所述系数阈值的取值大于零，所述系数阈值可以根据DATA域的数据子载波的解调性能的实验数据进行相应的设定。

在n的取值大于第二阈值且第一系数J_k大于系数阈值时，确定公式(8)中DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波R_DATA,n,k的值为零，且确定为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数值为零。

需要说明的是，在本实施例中，以通信系统中的IEEE802.11g信号为例进行说明，在其它实施例中，也可以根据具体信号采用与本实施例相似的方法对对数似然比进行获取。例如，对于IEEE802.11n也可以根据对应所述IEEE802.11n信号帧结构，基于本实施例所提供的对数似然比的获取方法的相类似的方法，获取IEEE802.11n信号帧所对应的数据子载波各比特的对数似然值，任何采用与本发明相类似的方法获取对数似然比的方法，均属于本发明所要求保护的范围。

本实施例提供的对数似然比的获取方法，利用新型的均衡方式并配合软译码解映射方式，获取用于Viterbi软译码的输入，可以有效提高IEEE802.11g中OFDM信号对BT信号、微波炉等干扰信号的对抗性能，从而提高解调正确性，提高通信系统在干扰嘈杂环境下的通信效率。

对应上述对数似然比的获取方法，本发明实施例还提供一种对数似然比的获取装置，图5是本实施例提供的对数似然比的获取装置的结构示意图。

如图5所示，所述装置包括噪声获取单元U11和软信息获取单元U12。

所述噪声获取单元U11，用于获取数据子载波的干扰方差。

所述软信息获取单元U12，用于根据所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数以及所述数据子载波所映射的QAM符号，获取所述数据子载波的各比特的对数似然值。

所述装置还包括：解映射单元U13，用于对所述数据子载波所映射的QAM符号进行解映射，以获取所述数据子载波的比特位。

所述装置还包括：信道估计单元U14，用于根据发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波和接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波确定对应所述数据子载波的信道估计系数。

所述装置还包括：均衡单元U15，用于在获取所述数据子载波的干扰方差之前对所述数据子载波进行均衡处理。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (23)

1.一种对数似然比的获取方法，用于获取OFDM调制信号帧中的数据子载波各比特的对数似然值；其特征在于，包括：

获取数据子载波的干扰方差；

根据所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数以及所述数据子载波所映射的QAM符号，获取所述数据子载波的各比特的对数似然值。

2.如权利要求1所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波包括接收端收到的OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波和DATA域的OFDM符号的数据子载波。

3.如权利要求1所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波的比特位是通过所述数据子载波所映射的QAM符号进行解映射获取到的。

4.如权利要求2所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波为接收端收到的OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波；

所述数据子载波的干扰方差根据发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波、接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波和对应数据子载波的信道估计系数所确定的。

5.如权利要求4所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波的干扰方差通过如下公式进行确定：

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_k=\frac{1}{2}\underset{m=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|R_{\mathrm{LTF},m,k}-{\hat{H}}_k{S}_{\mathrm{LTF},m,k}\left|\right|}^2,$

其中，第k个数据子载波的干扰方差，m为OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，S_LTF,m,k为发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，R_LTF,m,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，m的取值范围为[1，2]，k的取值范围为[1，64]。

6.如权利要求1所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述对应所述数据子载波的信道估计系数根据发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波和接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波进行确定。

7.如权利要求6所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述对应所述数据子载波的信道估计系数通过公式进行确定，

其中，m为OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，S_LTF,m,k为发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，R_LTF,m,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的第m个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，m的取值范围为[1，2]，k的取值范围为[1，64]。

8.如权利要求2所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波为接收端收到的OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的OFDM符号的数据子载波；

通过如下公式获取所述数据子载波的各比特的对数似然值：

$\begin{array}{c}\mathrm{LLR}\left(b_l\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k})=\frac{1}{{\widehat{\mathrm{\σ}}}_k^2}\{\underset{\left\{S_{\mathrm{SIGNAL}}\right|b_l=0\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{SIGNAL}}\left|\right|}^2\\ -\underset{\left\{S_{\mathrm{SIGNAL}}\right|b_l=1\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{SIGNAL},k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{SIGNAL}}\left|\right|}^2\}\end{array}$

其中，k为数据子载波的索引值，R_SIGNAL,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的第k个数据子载波，LLR(b_l|R_SIGNAL,k)为所述OFDM调制信号帧中的SIGNAL域的第k个数据子载波的第l个比特的对数似然值，S_SIGNAL表示所述第k个数据子载波所映射的QAM符号，{S_SIGNAL|b_l＝0}表示第l比特为0的所有QAM符号S_SIGNAL的集合；{S_SIGNAL|b_l＝1}表示第l比特为1的所有QAM符号S_SIGNAL的集合，第k个数据子载波的干扰方差，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数。

9.如权利要求1所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波为接收端收到的OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的数据子载波；所述方法还包括，在获取所述数据子载波的干扰方差之前对所述数据子载波进行均衡处理。

10.如权利要求9所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，通过如下公式对所述子载波进行均衡处理：

${\hat{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}=\frac{R_{\mathrm{DATA},n,k}}{{\hat{H}}_k}$

其中，n为OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，R_DATA,n,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为均衡处理后得到的所述DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，n的取值范围为[1，M]，k的取值范围为[1，64]。

11.如权利要求9所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，还包括：根据接收端所接收的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的数据子载波、均衡处理后经过QAM星座点判决后得到的DATA域的OFDM符号的数据子载波和对应数据子载波的信道估计系数确定数据子载波的临时方差。

12.如权利要求11所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波的临时方差通过如下公式进行确定：

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_{n,k}={\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k{\tilde{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}\left|\right|}^2$

其中，n为OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，为DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波的临时方差，R_DATA,n,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为均衡处理后经过QAM星座点判决后得到的所述DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，n的取值范围为[1，N]，k的取值范围为[1，64]。

13.如权利要求12所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，通过如下公式进行QAM星座点判决：

${\tilde{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}=\underset{S\∈Q}{\min }{\left|\right|{\hat{S}}_{\mathrm{DATA},n,k}-S\left|\right|}^2$

其中，为均衡处理后得到的所述DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，Q为QAM星座点集合，S为所述QAM星座点集合中的元素。

14.如权利要求12所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波的干扰方差通过如下公式进行获取：

${\widehat{\mathrm{\σ}}}_k=\frac{1}{\min (n,\mathrm{Len}\_\mathrm{Avg})}\underset{l=0}{\overset{\min (n,\mathrm{Len}\_\mathrm{Avg})-1}{\mathrm{\Σ}}}{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{n-l,k}$

其中，第k个数据子载波的干扰方差，Len_Avg为第一阈值，min(n,Len_Avg)为n和Len_Avg中较小的值，为DATA域的第(n-l)个OFDM符号的第k个数据子载波的临时方差。

15.如权利要求2所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述数据子载波为接收端收到的OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的数据子载波，通过如下公式获取所述数据子载波的各比特的对数似然值：

$\begin{array}{c}\mathrm{LLR}\left(b_l\right|R_{\mathrm{DATA},n,k})=\frac{1}{{\widehat{\mathrm{\σ}}}_k^2}\{\underset{\left\{S_{\mathrm{DATA}}\right|b_l=0\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{DATA}}\left|\right|}^2\\ -\underset{\left\{S_{\mathrm{DATA}}\right|b_l=1\}}{\min }{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n,k}-{\hat{H}}_k\·S_{\mathrm{DATA}}\left|\right|}^2\}\end{array}$

其中，m为OFDM调制信号帧中的DATA域的OFDM符号的索引值，k为数据子载波的索引值，R_DATA,n,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波，LLR(b_l|R_DATA,n,k)为所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波的第l个比特的对数似然值，S_DATA表示所述第k个数据子载波所映射的QAM符号，{S_DATA|b_l＝0}表示第l比特为0的所有QAM符号S_DATA的集合；{S_DATA|b_l＝1}表示第l比特为1的所有QAM符号S_DATA的集合，第k个数据子载波的干扰方差，为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数，n的取值范围为[1，N]，k的取值范围为[1，64]。

16.如权利要求11至15任一项所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，还包括：若所述n的取值大于第二阈值且第一系数大于系数阈值，则：确定所述接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第n个OFDM符号的第k个数据子载波R_DATA,n,k的值为零，并确定为对应所述第k个数据子载波的信道估计系数值为零。

17.如权利要求16所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述系数阈值大于或等于零。

18.如权利要求16所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述第一系数通过如下公式进行获取：

$J_k=1-\frac{\mathrm{Len}\_T{h}_{\mathrm{DATA}}\·P_s\·{\left|\right|{\hat{H}}_k\left|\right|}^2}{\underset{l=0}{\overset{\mathrm{Len}\_T{h}_{\mathrm{DATA}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|R_{\mathrm{DATA},n-l,k}\left|\right|}^2}$

其中，J_k为所述第一系数，Len_Th_DATA为所述第二阈值，P_s为所述第k个数据子载波所映射的QAM符号的平均功率，R_DATA,n-l,k为接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的DATA域的第(n-l)个OFDM符号的第k个数据子载波。

19.如权利要求1所述的对数似然比的获取方法，其特征在于，所述OFDM调制信号帧包括采用IEEE802.11g制式的OFDM调制信号帧。

20.一种对数似然比的获取装置，用于获取OFDM调制信号帧中的数据子载波各比特的对数似然值；其特征在于，包括：

噪声获取单元，用于获取数据子载波的干扰方差；

软信息获取单元，用于根据所述数据子载波的干扰方差、对应所述数据子载波的信道估计系数以及所述数据子载波所映射的QAM符号，获取所述数据子载波的各比特的对数似然值。

21.如权利要求20所述的对数似然比的获取装置，其特征在于，还包括：解映射单元，用于对所述数据子载波所映射的QAM符号进行解映射，以获取所述数据子载波的比特位。

22.如权利要求20所述的对数似然比的获取装置，其特征在于，还包括：信道估计单元，用于根据发送端所发送的OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波和接收端所接收到的所述OFDM调制信号帧中的LTF域的OFDM符号的数据子载波确定对应所述数据子载波的信道估计系数。

23.如权利要求20所述的对数似然比的获取装置，其特征在于，还包括：均衡单元，用于在获取所述数据子载波的干扰方差之前对所述数据子载波进行均衡处理。