信干噪比的计算方法、装置和接收机
技术领域
本发明涉及通信技术,尤其涉及一种信干噪比的计算方法、装置和接收机。
背景技术
最小均方误差串行干扰消除(Minimum Mean Square Error SuccessiveInterference Cancellation,简称MMSE-SIC)接收机是常用的一种先进接收机技术,在单用户多输入多输出(Single User Multi-input Multi-output,简称SU-MIMO)中将使用MMSE-SIC 接收机向基站反馈适配的调制编码策略(Modulation and Coding Scheme,简称MCS),即用户设备(User Equipment,简称UE)将利用MMSE-SIC接收机计算出有效地的信干噪比SINR(该有效的SINR为MMSE-SIC接收机在最后一次迭代译码时单个子载波上的SINR),从而根据该SINR向基站发送与该SINR适配的MCS,进而使得基站可以根据该SINR重新计算得到信道质量指示(Channel Quality Indicator,简称CQI),然后根据重新计算得到的CQI向用户设备(User Equipment,简称UE)发送信号。
一般的,MMSE-SIC接收机的迭代译码过程如下:基站发送数据流,该数据流经过发射天线到达MMSE-SIC接收机,但是MMSE-SIC接收机是无法获知发射端发射的数据流的具体内容,该MMSE-SIC接收机只有通过将接收到的数据流(该数据流可以包括至少一个符号)进行多次迭代译码,并根据每次迭代译码后得到的符号中的标识符确定对每个数据流中的符号是否译码正确,当一个数据流中的所有符号均译码正确时,MMSE-SIC接收机就获知了该数据流的具体内容。由于MMSE-SIC接收机在最后一次迭代译码时的SINR与之前迭代译码过程中的SINR是相关的,因此,每一次迭代译码过程中,MMSE-SIC均会计算出当前迭代译码过程中的SINR。
现有技术中,MMSE-SIC接收机计算每一次迭代译码时的SINR采用的是平均方差转移函数,而平均方差转移函数的获取,需要系统预设一仿真次数N以及多个SNR(在高斯白噪声环境下,单个子载波上的SNR的值与单个子载波上的SINR的值相等的)。在给定的一个SNR下,MMSE-SIC接收机需要获得每次仿真中译码器的输出符号方差,然后将所获取的N次仿真得到的N个N个输出符号方差分别进行平均,得到该SNR下的平均输出符号方差,进而得到平均方差转移函数。
但是,现有技术中MMSE-SIC通过平均方差转移函数计算每一次迭代过程中的每个子载波上的SINR准确性不高。
发明内容
本发明实施例提供的信干噪比的计算方法、装置和接收机,旨在解决现有技术采用平均方差转移函数计算得到的每个子载波上的SINR准确性不高的技术问题。
第一方面,本发明提供一种信干噪比的计算方法,所述方法适用于配置了至少一个信噪比SNR的最小均方误差串行干扰消除MMSE-SIC接收机,所述MMSE-SIC接收机包括译码器,所述MMSE-SIC接收机对发送端发送的数据流中的符号进行最后一次迭代译码后,所述译码器输出所述符号的估计符号;所述方法包括:
获取每个所述SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N个第一输出符号方差;
对每个所述SNR下的所述N个第一输出符号方差执行取中值操作,获得中值方差转移函数;其中,所述中值方差转移函数包括每个所述SNR与每个所述SNR下所述估计符号对应的第二输出符号方差之间的映射关系;所述取中值操作包括:对所述N个第一输出符号方差分别进行排序,并根据预设策略和位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的至少一个第一输出符号方差确定所述第二输出符号方差;
执行确定操作,所述确定操作包括:根据所获取的当前迭代译码过程中所述符号所在的数据流在所有子载波上传输时的平均信干噪比SINR和所述中值方差转移函数,确定所述译码器在所述平均SINR下的第三输出符号方差;
根据所述第三输出符号方差计算所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号所在的数据流在单个子载波上的SINR,并返回执行所述确定操作,直至对所述符号解码成功或者迭代译码次数达到预设次数为止。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实施方式中,所述符号对应发送端根据待发送比特所映射的星座点;所述获取每个所述SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N个第一输出符号方差,具体包括:
在每个所述SNR下进行N次仿真操作,获得每个所述SNR下所述估计符号对应的N个第一输出符号方差;其中,所述仿真操作包括:
根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值;
根据每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差。
结合第一方面的第一种可能的实施方式,在第一方面的第二种可能的实施方式中,所述根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值,具体包括:
根据公式
确定每个所述SNR下所述符号的模的平方,其中,所述P
k为t时刻所述星座点的功率,所述Pr(x
t,i=S
k)为所述发送端选择星座点S
k作为所述符号进行发送的概率,所述x
t,i为所述发送端t时刻发送的所述符号,所述k为所述星座点的索引,所述M为一个星座点表示的比特的位数,所述M为大于等于1的正整数;
根据公式
确定每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值;其中,所述Nc为子载波的个数,每个时刻t对应一个子载波。
结合第一方面的第二种可能的实施方式,在第一方面的第三种可能的实施方式中,所述根据所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差,具体包括:
根据公式
确定每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值;其中,所述
为所述估计符号;
根据公式
获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差。
结合第一方面至第一方面的第三种可能的实施方式中的任一项,在第一方面的第四种可能的实施方式中,所述取中值操作,具体包括:
对所述N个第一输出符号方差分别进行大小排序;
若N为奇数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的第一输出符号方差确定为所述第二输出符号方差;
若N为偶数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的相邻两个第一输出符号方差的平均值确定为所述第二输出符号方差。
第二方面,本发明提供一种信干噪比的计算装置,所述装置适用于配置了至少一个信噪比SNR的最小均方误差串行干扰消除MMSE-SIC接收机,所述MMSE-SIC接收机包括译码器,所述MMSE-SIC接收机对发送端发送的数据流中的符号进行最后一次迭代译码后,所述译码器输出所述符号的估计符号;所述装置包括:
符号方差获取模块,用于获取每个所述SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N个第一输出符号方差;
中值方差转移函数获取模块,用于对每个所述SNR下的所述N个第一输出符号方差执行取中值操作,获得中值方差转移函数;其中,所述中值方差转移函数包括每个所述SNR与每个所述SNR下所述估计符号对应的第二输出符号方差之间的映射关系;所述取中值操作包括:对所述N个第一输出符号方差分别进行排序,并根据预设策略和位于排序后的N 个第一输出符号方差中的中间位置的至少一个第一输出符号方差确定所述第二输出符号方差;
确定模块,用于执行确定操作,所述确定操作包括:根据所获取的当前迭代译码过程中所述符号所在的数据流在所有子载波上传输时的平均信干噪比SINR和所述中值方差转移函数,确定所述译码器在所述平均SINR下的第三输出符号方差;
计算模块,用于根据所述第三输出符号方差计算所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号所在的数据流在单个子载波上的SINR,并返回执行所述确定操作,直至对所述符号解码成功或者迭代译码次数达到预设次数为止。
结合第二方面,在第二方面的第一种可能的实施方式中,所述符号对应发送端根据待发送比特所映射的星座点,所述符号方差获取模块,具体用于在每个所述SNR下进行N次仿真操作,获得每个所述SNR下所述估计符号对应的N个第一输出符号方差;其中,所述仿真操作包括:根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值,并根据每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差。
结合第二方面的第一种可能的实施方式,在第二方面的第二种可能的实施方式中,所述符号方差获取模块,具体用于根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值,具体包括:
所述符号方差获取模块,具体用于根据公式
确定每个所述SNR 下所述符号的模的平方,并根据公式
确定每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值;其中,所述P
k为t时刻所述星座点的功率,所述Pr(x
t,i=S
k) 为所述发送端选择星座点S
k作为所述符号进行发送的概率,所述x
t,i为所述发送端t时刻发送的所述符号,所述k为所述星座点的索引,所述M为一个星座点表示的比特的位数,所述M为大于等于1的正整数,所述Nc为子载波的个数,每个时刻t对应一个子载波。
结合第二方面的第二种可能的实施方式,在第二方面的第三种可能的实施方式中,所述符号方差获取模块,具体用于根据所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差,具体包括:
所述符号方差获取模块,具体用于根据公式
确定每个所述 SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,并根据公式
获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差;其中,所述
为所述估计符号。
结合第二方面至第二方面的第三种可能的实施方式中的任一项,在第二方面的第四种可能的实施方式中,所述取中值操作,具体包括:
对所述N个第一输出符号方差分别进行大小排序;
若N为奇数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的第一输出符号方差确定为所述第二输出符号方差;
若N为偶数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的相邻两个第一输出符号方差的平均值确定为所述第二输出符号方差。
第三方面,本发明提供一种接收机,所述接收机为配置了至少一个信噪比SNR的最小均方误差串行干扰消除MMSE-SIC接收机,所述接收机包括译码器,所述接收机对发送端发送的数据流中的符号进行最后一次迭代译码后,所述译码器输出所述符号的估计符号;所述接收机还包括:
处理器,用于获取每个所述SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N 个第一输出符号方差,并对每个所述SNR下的所述N个第一输出符号方差执行取中值操作,获得中值方差转移函数;其中,所述中值方差转移函数包括每个所述SNR与每个所述SNR下所述估计符号对应的第二输出符号方差之间的映射关系;所述取中值操作包括:对所述N个第一输出符号方差分别进行排序,并根据预设策略和位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的至少一个第一输出符号方差确定所述第二输出符号方差;
所述处理器,还用于执行确定操作,所述确定操作包括:根据所获取的当前迭代译码过程中所述符号所在的数据流在所有子载波上传输时的平均信干噪比SINR和所述中值方差转移函数,确定所述译码器在所述平均SINR下的第三输出符号方差,并根据所述第三输出符号方差计算所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号所在的数据流在单个子载波上的SINR,并返回执行所述确定操作,直至对所述符号解码成功或者迭代译码次数达到预设次数为止。
结合第三方面,在第三方面的第一种可能的实施方式中,所述符号对应发送端根据待发送比特所映射的星座点;所述处理器,用于获取每个所述SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N个第一输出符号方差,具体包括:
所述处理器,具体用于在每个所述SNR下进行N次仿真操作,获得每个所述SNR下所述估计符号对应的N个第一输出符号方差;其中,所述仿真操作包括:根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值,并根据每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差。
结合第三方面的第一种可能的实施方式,在第三方面的第二种可能的实施方式中,所述处理器,具体用于根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值,具体包括:
所述处理器,具体用于根据公式
确定每个所述SNR下所述符号的模的平方,并根据公式
确定每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值;其中,所述P
k为t时刻所述星座点的功率,所述Pr(x
t,i=S
k)为所述发送端选择星座点S
k作为所述符号进行发送的概率,所述x
t,i为所述发送端t时刻发送的所述符号,所述k为所述星座点的索引,所述M为一个星座点表示的比特的位数,所述M 为大于等于1的正整数;所述Nc为子载波的个数,每个时刻t对应一个子载波。
结合第三方面的第二种可能的实施方式,在第三方面的第三种可能的实施方式中,所述处理器,具体用于根据所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差,具体包括:
所述处理器,具体用于根据公式
确定每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,并根据公式
获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差;其中,所述
为所述估计符号。
结合第三方面至第三方面的第三种可能的实施方式中的任一项,在第三方面的第四种可能的实施方式中,所述取中值操作,具体包括:
对所述N个第一输出符号方差分别进行大小排序;
若N为奇数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的第一输出符号方差确定为所述第二输出符号方差;
若N为偶数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的相邻两个第一输出符号方差的平均值确定为所述第二输出符号方差。
本发明实施例提供的信干噪比的计算方法、装置和接收机,通过获取每个SNR下,估计符号对应的N个第一输出符号方差,并对每个所述SNR下的所述N个第一输出符号方差执行取中值操作,获得中值方差转移函数,从而根据所获取的当前迭代译码过程中所述符号在所有子载波上传输时的平均SINR和所述中值方差转移函数,确定所述译码器在所述平均SINR下的第三输出符号方差,进而根据所述第三输出符号方差计算所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号在单个子载波上的SINR。本发明实施例提供的方法,提高了MMSE-SIC接收机在每一次迭代译码过程中计算所述符号在单个子载波上的SINR的准确性,也提高了译码器的输入输出方差拟合函数的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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的附图。
图1为本发明提供的信干噪比的计算方法实施例一的流程示意图;
图2为本发明提供的信干噪比的计算方法实施例二的流程示意图;
图3为本发明提供的信干噪比的计算方法实施例三的流程示意图;
图4为本发明提供的信干噪比的计算装置实施例一的结构示意图;
图5为本发明提供的接收机实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
本发明实施例涉及的方法,可以适用于MMSE-SIC接收机,该MMSE-SIC接收机包括译码器,还可以包括对数似然比模块以及信号重构模块等。该MMSE-SIC接收机可以位于UE的内部。本发明实施例涉及的UE,可以是无线终端,该无线终端可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备,具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。无线终端可以经无线接入网(例如,RAN,Radio Access Network)与一个或多个核心网进行通信。该无线终端可以是移动终端,例如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机,它们与无线接入网交换语言和/或数据。无线终端也可以称为系统、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station),移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、接入点(Access Point)、远程终端(RemoteTerminal)、接入终端(Access Terminal)、用户终端(User Terminal)、用户代理(UserAgent)、用户设备(User Device)、或用户装备(User Equipment)。
本发明实施例涉及的发送端,可以是基站。该基站(例如,接入点)可以是指接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端通信的设备。基站可用于将收到的空中帧与IP分组进行相互转换,作为无线终端与接入网的其余部分之间的路由器,其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)网络。基站还可协调对空中接口的属性管理。例如,基站可以是GSM或CDMA中的基站(BTS,Base Transceiver Station),也可以是WCDMA中的基站(NodeB),还可以是LTE中的演进型基站(NodeB或eNB或e-NodeB,evolutional Node B),本申请并不限定。
一般的,发送端有待发送的比特,这些比特经过发送端的星座调制后,映射成为星座点(symbol),然后将所映射的星座点以数据流的形式分别通过发射天线进行发送。发送端可以在多个子载波上发送多个数据流,每个数据流中可以包括至少一个符号。例如,假设数据流1包括1#和2#两个绑定的符号,数据流2包括3#和4#两个绑定的符号,但在传输时,时刻t子载波1上传输的1#和3#符号,下一时刻时子载波2上传输的2#和4#符号。但是,接收端在接收到这些符号时,数据流1中仍然包括1#和2#符号,数据流2中仍然包括3#和4#符号。
当接收端的MMSE-SIC接收机接收这些数据流,并对每个数据流中的每个符号进行迭代译码,从而译码器输出每个符号对应的估计符号(因为接收端在接收到发送端发送的数据流后,是不知道该数据流中的符号的具体内容的,则就需要对数据流进行译码,得到估计符号)。这样,在估计符号和发送端实际发送的符号之间就存在误差。
而现有技术中为了获得每个时刻t时,每个子载波的有效SINR(该SINR为MMSE-SIC接收机在对接收到的符号最后一次迭代译码时单个子载波上的SINR),需要获取平均方差转移函数。其具体过程如下:
系统预先给MMSE-SIC接收机配置至少一个信噪比(Signal Noise Ratio,简称SNR) 以及N次仿真次数,然后在给定的一个SNR下,MMSE-SIC接收机获得每次仿真中MMSE-SIC 接收机获得译码器输出符号方差,然后将所获取的N次仿真得到的N个输出符号方差分别进行平均,得到该SNR下的平均输出符号方差,最后得到该SNR下的中值方差转移对,按照上述方法,获取每个SNR下的中值方差转移对,进而根据得到的N个中值方差转移对得到平均方差转移函数。为了更好的理解该过程,继续以上述的例子为例来说明:
发送端发送一串随机0和1比特,将这些比特经过星座映射成symbol(分别为符号1、符号2、符号3和符号4),加上高斯白噪声(高斯白噪声根据当前的SNR和symbol的模的平方计算得到),最后通过发送天线发送给接收端(MMSE-SI接收机)。MMSE-SIC接收机通过接收天线接收信号,然后将接收到的信号通过某映射关系,映射成软比特信息,进而将软比特信息作为译码器的输入,经过译码过程,译码器输出了新的软比特信息,然后将这些新的软比特信息分别重构成估计符号symbol_estimate(分别为1#’、2#’、3#’、 4#’),进而根据传统的协方差计算公式得到每个符号的输出符号方差。按照该过程,假设系统配置给MMSE-SIC接收机两个SNR,分别为SNR1和SNR2,且仿真次数为500次,则 MMSE-SIC接收机在SNR1下得到每个符号分别对应的500个输出符号方差。之后,MMSE-SIC 接收机对每个符号的500个输出符号方差分别进行平均,得到每个符号对应的平均输出符号方差,进而得到4个中值方差转移对,进而也就得到了该SNR1与每个符号的中值方差转移对之间的映射关系。相类似的,对于SNR2,MMSE-SIC接收机也执行相同的过程,得到SNR2与SNR2下每个符号的中值方差转移对之间的映射关系。最后根据上述这两个映射关系,得到平均方差转移函数。
这样,MMSE-SIC接收机就可以根据平均方差转移函数确定最后一次迭代译码时每个子载波的SINR,具体过程如下:
第一步:MMSE-SIC接收机在进行第一次迭代译码时,根据公式1:
计算每个时刻t每个子载波上的
其中,k是迭代译码的次数,P是星座点的平均功率,
是MMSE-SIC接收机在接收时用到的物理参数(在第一次迭代译码时,该
是一个初始值,后面的迭代译码过程中,该
是需要通过计算得到的),h
i是当前时刻t的信道矩阵H的第i列的值。需要说明的是,在一个子载波上传输了几个符号,这里得到的
就为几个,为了更清楚的说明如何得到最后一次迭代译码过程中每个子载波的SINR,下面以获取一个子载波的SINR为例来进行介绍,其他的子载波的SINR可以参照该子载波的SINR的获取过程来获取。
第二步:MMSE-SIC接收机将该子载波上的每个符号对应的
分别映射成为互信息MI
t,i。
第四步:之后将该平均互信息再次映射为平均SINR,这里的平均SINR为该子载波上的符号在所有子载波上传输的宽带SINR。
第五步:当得到该平均SINR之后,用译码器替代为平均方差转移函数,根据平均方差转移函数得到该平均SINR对应的平均输出符号方差,将该平均输出符号方差作为译码器的输出符号方差
第六步:MMSE-SIC接收机修正所得到的输出符号方差,并根据修正后的输出符号方差确定得到第二次迭代译码时所需的
进而返回第一步再根据上述公式1就可以得到第二次迭代译码时的该子载波上的SINR。重复上述第一步至第六步,最后就得到 MMSE-SIC接收机在最后一次迭代译码时该子载波上的SINR。
综上,经过上述过程,现有技术就得到了每个时刻t,MMSE-SIC接收机最后一次迭代译码时每个子载波上的SINR。但是,现有技术在第五步过程中将平均输出符号方差作为译码器实际的输出符号方差,这种与每一次迭代译码时MMSE-SIC实际计算出的输出符号方差相差较大,准确性不高。故而,现有技术采用平均方差转移函数计算得到的每个子载波上的SINR准确性不高。
因此,本发明实施例提供的信干噪比的计算方法,旨在解决现有技术采用平均方差转移函数计算得到的每个子载波上的SINR准确性不高的技术问题。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
图1为本发明提供的信干噪比的计算方法实施例一的流程示意图。本实施例涉及的采用中值方差转移函数计算每个子载波的SINR的具体过程。该方法的执行主体为MMSE-SIC 接收机,该MMSE-SIC接收机对发送端发送的数据流中的符号进行最后一次迭代译码后,译码器输出所述符号的比特信息重构得到的估计符号。如图1所示,该方法包括:
S101:获取每个SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N个第一输出符号方差。
具体的,系统为MMSE-SIC接收机预先配置了至少一个SNR,使得MMSE-SIC接收机可以在每个SNR下,且在每次仿真中,获得译码器输出的估计符号对应第一输出符号方差。本发明实施例中,每个SNR下,仿真次数为N次,因此每个SNR下MMSE-SIC接收机就得到了N个第一输出符号方差。
需要说明的是,每次的仿真得到第一输出符号方差的过程其可以采用现有技术,也可以采用其他的方式得到,本发明实施例并不做限制。另外,上述发送端发送的数据流的符号,数据流可以为一个,也可以为多个,每个数据流中可以包括一个符号,也可以包括多个符号。一个符号对应一个估计符号,一个估计符号在一次仿真中对应一个第一输出符号方差。
S102:对每个所述SNR下的所述N个第一输出符号方差执行取中值操作,获得中值方差转移函数;其中,所述中值方差转移函数包括每个所述SNR与每个所述SNR下所述估计符号对应的第二输出符号方差之间的映射关系;所述取中值操作包括:对所述N个第一输出符号方差分别进行排序,并根据预设策略和位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的至少一个第一输出符号方差确定所述第二输出符号方差。
具体的,为了更好的说明本步骤的具体执行过程,下述以一个SNR下(假设为SNR1)的N个第一输出符号方差为例来进行说明:
MMSEISIC接收机对上述得到的SNR1下的N个第一输出符号方差分别进行排序,这里的排序可以按照方差的值的大小进行排序。可选的,可以将第一输出符号方差按照从大到小的顺序排列,还可以将第一输出符号方差按照从小到大的顺序排列。在进行排序后,MMSE-SIC接收机得到排序后的N个第一输出符号方差。
之后,MMSE-SIC接收机根据预设策略和位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的至少一个第一输出符号方差确定所述第二输出符号方差,可选的,可以是将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的第一输出符号方差作为译码器的第二输出符号方差,还可以是将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的两个甚至更多个第一输出符号方差的算数平均值作为译码器的第二输出符号方差。这样就得到了SNR1下的译码器的第二输出符号方差,即得到了SNR1所对应的中值方差转移对1。
采用上述同样的方法,MMSE-SIC接收机就得到每个SNR下所述估计符号的第二输出符号方差,进而得到每个SNR对应的所述估计符号的中值方差转移对。当然,当数据流中的符号为多个时,每个估计符号就对应一个中值方差转移对,这样每个SNR下,就会对应多个中值方差转移对。进而,MMSE-SIC接收机就会根据每个SNR与每个SNR所对应的中值方差转移对得到中值方差转移函数,该中值方差转移函数就包括了每个SNR与每个SNR 下所述估计符号的第二输出符号方差之间的映射关系。
为了更好的说明该过程,下述举一个简单的例子来进行介绍:假设发送端发送的数据流为2个,分别为数据流1和数据流2,数据流1包括1#和2#符号,数据流2中包括3# 和4#符号,假设系统配置给MMSE-SIC接收机两个SNR,分别为SNR1和SNR2,且仿真次数为500次,则MMSE-SIC接收机在SNR1下,在一次仿真中,分别得到1#符号对应的估计符号1的第一输出符号方差、2#符号对应的估计符号2的第一输出符号方差、3#符号对应的估计符号3的第一输出符号方差、4#符号对应的估计符号4的第一输出符号方差。然后该过程执行500次,这样就得到了500个估计符号1对应的第一输出符号方差、500个估计符号2对应的第一输出符号方差、500个估计符号3对应的第一输出符号方差、500 个估计符号4对应的第一输出符号方差。之后,MMSE-SIC接收机对500个估计符号1对应的第一输出符号方差进行取中值操作,得到估计符号1对应的第二输出符号方差,进而就得到SNR1下,估计符号1对应的中值方差转移对1。采用同样的方法,MMSE-SIC 接收机分别得到该SNR1下估计符号2对应的第二输出符号方差、该SNR1下估计符号3对应的第二输出符号方差、以及该SNR1下估计符号4对应的第二输出符号方差,进而就得到该SNR1下估计符号2的中值方差转移对2、该SNR1下估计符号3的中值方差转移对3 和该SNR1下估计符号4的中值方差转移对4。也就是说,在SNR1下,对应有4个中值方差转移对,同理,在SNR2下,也对应有4个中值方差转移对。最后,MMSE-SIC接收机根据SNR1与SNR1下的4个中值方差转移对之间的映射关系、SNR2与SNR2下的4个中值方差转移对之间的映射关系确定中值方差转移函数。
S103:执行确定操作,所述确定操作包括:根据所获取的当前迭代译码过程中所述符号所在的数据流在所有子载波上传输时的平均SINR和所述中值方差转移函数,确定所述译码器在所述平均SINR下的第三输出符号方差。
具体的,当MMSE-SIC接收机确定了中值方差转移函数之后,MMSE-SIC接收机获取当前迭代译码过程中所述符号在所有子载波上传输时的平均SINR,所述符号的平均SINR具体的获取过程可以参照现有技术,在此不再赘述。当MMSE-SIC接收机获取到当前迭代译码过程中的所述符号的平均SINR之后,根据中值方差转移函数中每个SNR与每个所述SNR 下所述估计符号对应的第二输出符号方差之间的映射关系,确定该平均SINR对应的第三输出符号方差,该第三输出符号方差即就是译码器在本次迭代译码过程中的输出符号方差。需要说明的是,当子载波上的符号为多个时,所对应的估计符号就为多个,则所确定的平均SINR对应的第三输出符号方差也为多个。并且,在高斯白噪声环境下,上述平均SINR 与SNR的值相同。
S104:根据所述第三输出符号方差计算所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号所在的数据流在单个子载波上的SINR,并返回执行所述确定操作,直至对所述符号解码成功或者迭代译码次数达到预设次数为止。
具体的,当MMSE-SIC接收机得到了译码器在本次迭代译码过程中的输出符号方差(即第三输出符号方差)之后,MMSE-SIC接收机对该第三输出符号方差进行修正,就根据该修正后的第三输出符号方差计算所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号在单个子载波上的SINR,并返回执行所述确定操作,直至对所述符号解码成功或者迭代译码次数达到预设次数为止。这样,MMSE-SIC接收机就可以得到最后一次迭代译码时的所述符号在单个子载波上的SINR。本步骤可以参见现有技术的描述,在此不再赘述。
现有技术中,MMSE-SIC接收机在确定最后一次迭代译码时的所述符号在单个子载波上的SINR采用的是平均方差转移函数,将平均输出符号方差作为译码器实际的输出符号方差,其与每一次迭代译码时MMSE-SIC实际计算出的输出符号方差相差较大,准确性不高,故而,现有技术采用平均方差转移函数计算得到的每个子载波上的SINR准确性不高;但是,本发明实施例中采用的是中值方差转移函数,根据该中值方差转移函数得到的第三输出符号方差接近于译码器在当前迭代译码过程中实际的输出符号方差,由于第三输出符号方差与译码器在当前迭代译码过程中的实际的输出符号方差相差较小,因此,根据该中值方差转移函数计算得到的每一次迭代译码过程中的所述符号在单个子载波上的SINR的准确性就比较高。故,本发明实施例提供的方法,提高了MMSE-SIC接收机在每一次迭代译码过程中计算所述符号在单个子载波上的SINR的准确性。
本发明实施例提供的信干噪比的计算方法,通过获取每个SNR下,估计符号对应的N 个第一输出符号方差,并对每个所述SNR下的所述N个第一输出符号方差执行取中值操作,获得中值方差转移函数,从而根据所获取的当前迭代译码过程中所述符号在所有子载波上传输时的平均SINR和所述中值方差转移函数,确定所述译码器在所述平均SINR下的第三输出符号方差,进而根据所述第三输出符号方差计算所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号在单个子载波上的SINR。本发明实施例提供的方法,提高了MMSE-SIC接收机在每一次迭代译码过程中计算所述符号在单个子载波上的SINR的准确性,也提高了译码器的输入输出方差拟合函数的准确性。
进一步地,在上述实施例的基础上,参见图 2所示的实施例二,本实施例涉及的是上述取中值操作的具体过程。如图2所示,上述取中值操作,具体包括:
S201:对所述N个第一输出符号方差分别进行大小排序。
可选的,可以将N个第一输出符号方差按照从大到小的顺序排列,还可以将N个第一输出符号方差按照从小到大的顺序排列。在进行排序后,MMSE-SIC接收机得到排序后的排序后的N个第一输出符号方差。
S202:若N为奇数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的第一输出符号方差确定为所述第二输出符号方差。
S203:若N为偶数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的相邻两个第一输出符号方差的平均值确定为所述第二输出符号方差。
图3为本发明提供的干噪比的计算方法实施例三的流程示意图。本实施例涉及的是计算所述数据流的符号对应的估计符号的第一输出符号方差的具体过程。上述数据流中的符号对应发送端根据待发送比特所映射的星座点;在上述实施例一的基础上,S101具体可以包括:在每个所述SNR下,进行N次仿真操作,获得每个所述SNR下所述估计符号对应的N个第一输出符号方差。每次的仿真操作,具体可以参见图3所示的方法步骤,具体包括:
S301:根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值。
具体的,如上述实施例所描述的,每个SNR下的每次仿真过程中,一个估计符号对应一个第一输出符号方差,则在N次仿真过程中,该估计符号就会对应N个第一输出符号方差。下面对MMSE-SIC接收机的在每个给定的SNR下的每次仿真操作进行介绍:
MMSE接收机根据发送端发送的数据流中的符号对应的星座点的功率和发送端选择该星座点作为所述符号进行发送的概率,得到每个SNR下该符号的模的平方的期望值。需要说明的是,在无噪声的环境下,一个符号对应一个星座点。
可选的,MMSE-SIC接收机可以首先根据公式3:
确定每个所述 SNR下所述符号的模的平方,然后根据公式4:
确定每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值;其中,所述P
k为t时刻所述星座点的功率,所述Pr(x
t,i=S
k)为所述发送端选择星座点S
k作为所述符号进行发送的概率,所述x
t,i为所述发送端t时刻实际发送的所述符号,所述k为所述星座点的索引,所述M为一个星座点表示的比特的位数,所述M为大于等于1的正整数,所述Nc为子载波的个数,每个时刻t 对应一个子载波。
可选的,MMSE-SIC接收机可以根据公式3的任一变形得到所述符号的模的平方,例如在原来的公式3上乘以A,然后再除以A,或者,在该公式3的基础上加上一个B,然后再减去一个B,只要MMSE-SIC接收机根据变形后的公式3得到的所述符号的模的平方与根据公式3得到的所述符号的模的平方的值相等即可。
可选的,MMSE-SIC接收机也可以根据公式4的任一变形得到所述符号的模的平方的期望值,例如在原来的公式4上乘以A,然后再除以A,或者,在该公式4的基础上加上一个B,然后再减去一个B,只要MMSE-SIC接收机根据变形后的公式4得到的所述符号的模的平方的期望值与根据公式4得到的所述符号的模的平方的期望值相等即可。
S302:根据每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差。
具体的,MMSE-SIC接收机可以采用公式5:
确定每个所述 SNR下所述估计符号的模的平方的期望值;其中,所述
为所述估计符号;可选的,MMSE-SIC接收机也可以根据公式5的任一变形得到每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,例如在原来的公式5上乘以A,然后再除以A,或者,在该公式5的基础上加上一个B,然后再减去一个B,只要MMSE-SIC接收机根据变形后的公式5得到的所述符号的模的平方的期望值与根据公式5得到的所述符号的模的平方的期望值相等即可。
当MMSE-SIC接收机确定了每个所述SNR下上述符号的模的平方的期望值和上述估计符号的模的平方的期望值之后,就可以根据公式6:
获取每个所述SNR下上述估计符号对应的第一输出符号方差。
综上,当MMSE-SIC接收机在每个SNR下执行了N次仿真操作之后,就可以得到每个SNR下,上述估计符号的N个第一输出符号方差。
本发明实施例提供的信干噪比的计算方法,通过根据发送端的星座点的功率和发送端选择该星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个SNR下该符号的模的平方的期望值,并根据每个SNR下该符号的模的平方的期望值和每个SNR下该符号对应的估计符号的模的平方的期望值,获取每个SNR下该估计符号对应的第一输出符号方差。即本发明提供的方法,在计算估计符号的第一输出符号方差时采用星座点的软功率代替现有技术中星座点的平均功率,其可以适用于高阶调制的符号和短码,所计算出来的估计符号的第一输出符号方差准确性比较高;另一方面,采用本实施例得到的每个SNR下估计符号的N个第一输出符号方差,确定的中值方差转移函数更为准确,进而根据该中值方差转移函数计算得到的所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号在单个子载波上的SINR准确性更高。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图4为本发明提供的信干噪比的计算装置实施例一的结构示意图。该装置适用于配置了至少一个SNR的MMSE-SIC接收机,所述MMSE-SIC接收机包括译码器,所述MMSE-SIC接收机对发送端发送的数据流中的符号进行最后一次迭代译码后,所述译码器输出所述符号的估计符号;如图4所示,该装置包括:符号方差获取模块10、中值方差转移函数获取模块11、确定模块12和计算模块13。
具体的,上述符号方差获取模块10,用于获取每个所述SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N个第一输出符号方差;
上述中值方差转移函数获取模块11,用于对每个所述SNR下的所述N个第一输出符号方差执行取中值操作,获得中值方差转移函数;其中,所述中值方差转移函数包括每个所述SNR与每个所述SNR下所述估计符号对应的第二输出符号方差之间的映射关系;所述取中值操作包括:对所述N个第一输出符号方差分别进行排序,并根据预设策略和位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的至少一个第一输出符号方差确定所述第二输出符号方差;
上述确定模块12,用于执行确定操作,所述确定操作包括:根据所获取的当前迭代译码过程中所述符号所在的数据流在所有子载波上传输时的平均SINR和所述中值方差转移函数,确定所述译码器在所述平均SINR下的第三输出符号方差;
上述计算模块13,用于根据所述第三输出符号方差计算所述译码器在下一次迭代译码过程中所述符号所在的数据流在单个子载波上的SINR,并返回执行所述确定操作,直至对所述符号解码成功或者迭代译码次数达到预设次数为止。
本发明实施例提供的信干噪比的计算装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
进一步地,所述符号对应发送端根据待发送比特所映射的星座点,所述符号方差获取模块10,具体用于在每个所述SNR下进行N次仿真操作,获得每个所述SNR下所述估计符号对应的N个第一输出符号方差;其中,所述仿真操作包括:根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值,并根据每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值和每个所述 SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差。
更进一步地,所述符号方差获取模块10,具体用于根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值,具体包括:
所述符号方差获取模块10,具体用于根据公式
确定每个所述 SNR下所述符号的模的平方,并根据公式
确定每个所述SNR 下所述符号的模的平方的期望值;其中,所述P
k为t时刻所述星座点的功率,所述 Pr(x
t,i=S
k)为所述发送端选择星座点S
k作为所述符号进行发送的概率,所述x
t,i为所述发送端t时刻发送的所述符号,所述k为所述星座点的索引,所述M为一个星座点表示的比特的位数,所述M为大于等于1的正整数,所述Nc为子载波的个数,每个时刻t对应一个子载波。
更进一步地,所述符号方差获取模块10,具体用于根据所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差,具体包括:
所述符号方差获取模块10,具体用于根据公式
确定每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,并根据公式
获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差;其中,所述
为所述估计符号。
更进一步地,所述取中值操作,具体包括:
对所述N个第一输出符号方差分别进行大小排序;
若N为奇数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的第一输出符号方差确定为所述第二输出符号方差;
若N为偶数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的相邻两个第一输出符号方差的平均值确定为所述第二输出符号方差。
本发明实施例提供的信干噪比的计算装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
图5为本发明提供的接收机实施例一的结构示意图。该接收机为配置了至少一个信噪比SNR的最小均方误差串行干扰消除MMSE-SIC接收机,所述接收机包括译码器20,所述接收机对发送端发送的数据流中的符号进行最后一次迭代译码后,所述译码器20输出所述符号的估计符号;所述接收机还包括:
处理器21,用于获取每个所述SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N个第一输出符号方差,并对每个所述SNR下的所述N个第一输出符号方差执行取中值操作,获得中值方差转移函数;其中,所述中值方差转移函数包括每个所述SNR与每个所述SNR下所述估计符号对应的第二输出符号方差之间的映射关系;所述取中值操作包括:对所述N个第一输出符号方差分别进行排序,并根据预设策略和位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的至少一个第一输出符号方差确定所述第二输出符号方差;
所述处理器21,还用于执行确定操作,所述确定操作包括:根据所获取的当前迭代译码过程中所述符号所在的数据流在所有子载波上传输时的平均SINR和所述中值方差转移函数,确定所述译码器20在所述平均SINR下的第三输出符号方差,并根据所述第三输出符号方差计算所述译码器20在下一次迭代译码过程中所述符号所在的数据流在单个子载波上的SINR,并返回执行所述确定操作,直至对所述符号解码成功或者迭代译码次数达到预设次数为止。
本发明实施例提供的接收机,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
进一步地,所述符号对应发送端根据待发送比特所映射的星座点;所述处理器21,用于获取每个所述SNR下进行N次仿真操作后得到的所述估计符号对应的N个第一输出符号方差,具体包括:
所述处理器21,具体用于在每个所述SNR下进行N次仿真操作,获得每个所述SNR下所述估计符号对应的N个第一输出符号方差;其中,所述仿真操作包括:根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR 下所述符号的模的平方的期望值,并根据每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差。
更进一步地,所述处理器21,具体用于根据所述星座点的功率和所述发送端选择所述星座点作为所述符号进行发送的概率,获得每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值,具体包括:
所述处理器21,具体用于根据公式
确定每个所述SNR下所述符号的模的平方,并根据公式
确定每个所述SNR下所述符号的模的平方的期望值;其中,所述P
k为t时刻所述星座点的功率,所述Pr(x
t,i=S
k)为所述发送端选择星座点S
k作为所述符号进行发送的概率,所述x
t,i为所述发送端t时刻发送的所述符号,所述k为所述星座点的索引,所述M为一个星座点表示的比特的位数,所述M为大于等于1的正整数;所述Nc为子载波的个数,每个时刻t对应一个子载波。
更进一步地,所述处理器21,具体用于根据所述符号的模的平方的期望值和每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差,具体包括:
所述处理器21,具体用于根据公式
确定每个所述SNR下所述估计符号的模的平方的期望值,并根据公式
获取每个所述SNR下所述估计符号对应的第一输出符号方差;其中,所述
为所述估计符号。
更进一步地,所述取中值操作,具体包括:
对所述N个第一输出符号方差分别进行大小排序;
若N为奇数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的第一输出符号方差确定为所述第二输出符号方差;
若N为偶数,则将位于排序后的N个第一输出符号方差中的中间位置的相邻两个第一输出符号方差的平均值确定为所述第二输出符号方差。
本发明实施例提供的接收机,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。