CN107659377A - 基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统 - Google Patents
基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107659377A CN107659377A CN201610593907.2A CN201610593907A CN107659377A CN 107659377 A CN107659377 A CN 107659377A CN 201610593907 A CN201610593907 A CN 201610593907A CN 107659377 A CN107659377 A CN 107659377A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waveform
- multiplexing
- multipath
- reception signal
- decline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
- H04L1/0047—Decoding adapted to other signal detection operation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
- H04L25/03248—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus
- H04L25/03286—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus with channel-decoding circuitry
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
一种基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统，将均衡和译码过程相结合，通过在对应域内计算接收信号和经过信道处理后的复用波形的测度，选择最佳译码路径，将此译码路径作为最终的译码输出。解决了现有技术中，将均衡和译码过程独立开来计算，均衡过程较为复杂，且复杂度较高的问题。从而实现了采用均衡译码后，大大的降低计算复杂度，使得系统性能得到提升的目的。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域，具体涉及一种基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统。
背景技术
基于重叠复用(OvXDM：Overlapped X Division Multiplexing)的调制解调技术包括多种具体实现方案，比如基于重叠时分复用(OvTDM：Overlapped Time DivisionMultiplexing)的调制解调技术、基于重叠频分复用(OvFDM：Overlapped FrequencyDivision Multiplexing)的调制解调技术、基于重叠码分复用(OvCDM：Overlapped CodeDivision Multiplexing)的调制解调技术、基于重叠空分复用(OvSDM：Overlapped SpaceDivision Multiplexing)的调制解调技术、基于重叠混合复用(OvHDM：Overlapped TimeHybrid Multiplexing)的调制解调技术等。
需要说明的是，本申请中提及的OvXDM中，X代表任意域，例如时间T、空间S、频率F、码分C、混合H等。
所谓时间分割(以下简称时分)复用(TDM：Time Division Multiplexing)是一种在数字通信中让多个占据较窄时间持续期的信号符号共享一个较宽时间持续期的技术。如图1所示，为常规的时分复用技术的示意图。
图1中各被复用信号符号的时间持续期(工程上称之为时隙宽度)分别为T1，T2，T3，T4，...，在工程上通常让它们占据相同的时隙宽度，ΔT为最小保护时隙，实际保护时隙宽度应该宽裕一些。ΔT应大于所使用解复用门电路的过渡时间宽度加上系统的最大时间抖动量。这是最常见的时分复用技术。现有绝大多数的多路数字广播系统、多路数字通信等系统采用的都是这种技术。
这种技术应用于数字通信时的最大特点是被复用信号符号之间在时间上是完全相互隔离的，决不会存在相互干扰，对被复用的信号符号没有任何限制，各个信号的符号持续期(时隙宽度)可以有不同的宽度，也能适用于不同的通信体制，只要它们的时隙相互不重叠交叉就可以了，因此使用最为广泛。但是这种复用，复用本身对改善系统的频谱效率毫无作用。
所以，传统的观点是相邻信道之间在时域上不重叠，以避免相邻信道之间产生干扰，但这种技术制约了频谱效率的提高。现有技术的时分复用技术的观点是各信道之间不但不需要相互隔离，而且可以有很强的相互重叠，如图2所示，现有技术将信道之间的重叠视为一种新的编码约束关系，并根据该约束关系提出了相应的调制和解调技术，因此称之为重叠时分复用(OvTDM：Overlapped Time Division Multiplexing)，这种技术使得频谱效率随重叠次数K成比例的增加。
请参考图3，OvXDM系统包括信号发射机A01和接收机A02。
发射机A01包括OvXDM系统调制装置101和发射装置102。OvXDM系统调制装置101用于生成携带输入信号序列的复调制包络波形；发射装置102用于将该复调制包络波形发射到接收机A02。
接收机A02包括接收装置201和序列检测装置202。接收装置201用于接收发射装置102发射的复调制包络波形；序列检测装置202用于对接收的复调制包络波形进行时域内的数据序列检测，以进行判决输出。
通常，接收机A02还包括设置在接收装置201和序列检测装置202之间的预处理装置203，用于辅助形成每一帧内的同步接收数字信号序列。
在发射机A01中，输入的数字信号序列通过OvXDM系统调制装置101形成多个符号在时域上相互重叠的发射信号，再由发射装置102将该发射信号发射到接收机A02。接收机A02的接收装置201接收发射装置102发射的信号，经过预处理装置203形成适合序列检测装置202进行检测接收的数字信号，序列检测装置202对接收信号进行时域内的数据序列检测，从而输出判决。
请参考图4，OvXDM系统调制装置101(OvTDM调制装置)包括波形生成模块301、移位模块302、乘法模块303和叠加模块304。
波形生成模块301用于根据设计参数生成在时域内波形平滑的初始包络波形。
移位模块302用于根据重叠复用次数将初始包络波形在时域内按预定的移位间隔进行移位，以得到各固定间隔的移位包络波形。
调制模块305用于将输入的数字信号序列转换成正负符号表示的信号符号序列。
乘法模块303用于将所述信号符号序列与偏移后各固定间隔的移位包络波形相乘，以得到各调制包络波形。
叠加模块304用于将各调制包络波形在时域上进行叠加，以得到携带输入信号序列的复调制包络波形。
请参考图5，为接收机A02的预处理装置203的框图。
预处理装置203包括同步器501、信道估计器502和数字化处理器503。其中同步器501对接收信号在接收机内形成符号时间同步；接着信道估计器502对信道参数进行估计；数字化处理器503对每一帧内的接收信号进行数字化处理，从而形成适合序列检测装置进行序列检测接收的数字信号序列。
请参考图6，为接收机A02的序列检测装置202的框图。
序列检测装置202包括分析单元存储器601、比较器602及多个保留路径存储器603和欧氏距离存储器604或加权欧氏距离存储器(图中未示出)。在检测过程中，分析单元存储器601做出OvXDM系统的复数卷积编码模型及格状图，并列出OvXDM系统的全部状态，并存储；而比较器602根据分析单元存储器601中的格状图，搜索出与接收数字信号最小欧氏距离或加权最小欧氏距离的路径；而保留路径存储器603和欧氏距离存储器604或加权欧氏距离存储器则分别用于存储比较器602输出的保留路径和欧氏距离或加权欧氏距离。其中，保留路径存储器603和欧氏距离存储器604或加权欧氏距离存储器需要为每一个稳定状态各准备一个。保留路径存储器603长度可以优选为4K～5K。欧氏距离存储器604或加权欧氏距离存储器优选为只存储相对距离。
目前，OvXDM接收端在处理信号时，大多是将信道均衡和译码过程独立开来处理，由于均衡过程不仅和信道参数有关，还和数据帧长度有关，其计算复杂度较高，使得系统性能较低。
发明内容
本申请提供一种基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统，解决了现有技术中，将均衡和译码过程独立开来计算，均衡过程较为复杂，且复杂度较高的问题。
根据本申请的第一方面，本申请提供了一种基于OvXDM系统的均衡译码方法，包括：
计算衰落复用波形；
将接收信号和衰落复用波形同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号和衰落复用波形的测度；测度d为：
其中xi为第i个发送符号，yi为第i个接收符号，p为维度；
根据接收信号和衰落复用波形的测度最小值对应的路径选择为最佳译码路径；
根据所述最佳译码路径得到最终的输入符号序列。
进一步，计算衰落复用波形采用下面公式：
h”＝h×h'
其中，h”为衰落复用波形，h'为信道衰落系数，h为复用波形系数。
根据本申请的第二方面，本申请还提供了一种基于OvXDM系统的均衡译码方法，包括：
计算多径复用波形；
将接收信号和多径复用波形同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号和多径复用波形的测度；
根据接收信号和多径复用波形的测度选择最佳译码路径；
根据所述最佳译码路径得到最终的输入符号序列。
进一步，计算多径复用波形采用下面公式：
其中，h″0为多径复用波形，h′0为多径因子，h0为复用波形系数。
在一实施例中，在将接收信号作为译码的输入端之前，还包括对接收信号进行同步处理的步骤。
根据本申请的第三方面，本申请提供了一种基于OvXDM系统的均衡译码装置，包括：
衰落复用波形计算模块，用于计算衰落复用波形；
测度计算模块，用于将接收信号和衰落复用波形同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号和衰落复用波形的测度；
最佳路径选择模块，用于根据接收信号和衰落复用波形的测度选择最佳译码路径；
译码输出模块，用于根据所述最佳译码路径得到最终的输入符号序列。
进一步，衰落复用波形计算模块用于计算衰落复用波形时，采用下面公式：
h”＝h×h'
其中，h”为衰落复用波形，h'为信道衰落系数，h为复用波形系数。
根据本申请的第四方面，本申请还提供了一种基于OvXDM系统的均衡译码装置，包括：
多径复用波形计算模块，用于计算多径复用波形；
测度计算模块，用于将接收信号和多径复用波形同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号和多径复用波形的测度；测度d为：
其中xi为第i个发送符号，yi为第i个接收符号，p为维度；
最佳路径选择模块，用于根据接收信号和多径复用波形的测度最小值对应的路径选择为最佳译码路径；
译码输出模块，用于根据所述最佳译码路径得到最终的输入符号序列。
进一步，多径复用波形计算模块用于计算多径复用波形时，采用下面公式：
其中，h″0为多径复用波形，h′0为多径因子，h0为复用波形系数。
根据本申请的第五方面，本申请提供了一种基于OvXDM系统的通信系统，包括发射机和接收机；
所述发射机包括：
调制装置，用于生成携带输出信号序列的复调制包络波形；
发射装置，用于将所述复调制包络波形发射到接收机；
所述接收机包括：
接收装置，用于接收所述发射装置发射的复调制包络波形；
上述任意一项所述的基于OvXDM系统的均衡译码装置。
具体的，适用于OvXDM系统的通信系统，其特征在于，所述OvXDM系统为OvTDM系统、OvFDM系统、OvCDM系统、OvSDM系统或OvHDM系统。
本申请提供的一种基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统，将均衡和译码过程相结合，通过计算接收信号和经过信道处理后的复用波形的测度，选择最佳译码路径，将此译码路径作为最终的译码输出。解决了现有技术中，将均衡和译码过程独立开来计算，均衡过程较为复杂，且复杂度较高的问题。从而实现了采用均衡译码后，大大的降低计算复杂度，使得系统性能得到提升的目的。
附图说明
图1为常规的时分复用技术的示意图；
图2为OvTDM系统原理示意图；
图3为一种OvTDM系统的结构示意图；
图4为一种OvTDM系统调制装置的结构示意图；
图5为一种接收机预处理装置的结构示意图；
图6为一种接收机序列检测装置的结构示意图；
图7为OvTDM等效卷积编码模型；
图8为一种基于重叠复用的译码方法中调制步骤的流程示意图；
图9为K路波形复用的原理示意图；
图10为K路波形的符号叠加过程原理示意图；
图11为本申请一种实施例中基于OvTDM系统的均衡译码方法的流程示意图；
图12为本申请一种实施例中基于OvTDM系统的均衡译码装置的模块示意图；
图13为本申请另一种实施例中基于OvTDM系统的均衡译码方法的流程示意图；
图14为本申请另一种实施例中基于OvTDM系统的均衡译码装置的模块示意图；
图15为本申请一种实施例中基于OvTDM系统的通信系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明所提供的译码方法适用于OvXDM(OvXDM：Overlapped X DivisionMultiplexing)系统，比如基于重叠时分复用(OvTDM：Overlapped Time DivisionMultiplexing)的调制解调技术、基于重叠频分复用(OvFDM：Overlapped FrequencyDivision Multiplexing)的调制解调技术、基于重叠码分复用(OvCDM：Overlapped CodeDivision Multiplexing)的调制解调技术、基于重叠空分复用(OvSDM：Overlapped SpaceDivision Multiplexing)的调制解调技术、基于重叠混合复用(OvHDM：Overlapped TimeHybrid Multiplexing)的调制解调技术等。
本发明的译码方法在不同的OvXDM中的译码方法相近，以下仅以OvTDM系统作为说明，本领域的技术人员可以依据重叠复用系统之间的对应关系进行适应性的调整，以便使得译码方法在其他系统中适用。
首先，对OvTDM系统做简要说明，其包括发送端和接收端。
(1)OvTDM发送端过程的简要说明如下：
OvTDM发送端将输入符号序列x和复用波形h进行卷积编码，形成编码后的发送波形发送波形通过天线发射出去，信号经过信道传输到达接收端。
发送端的编码模型如图7所示，输入的符号序列x按照此模型和复用波形h进行卷积运算，得到发送符号序列y，从而实现符号间的相互移位重叠，移位卷积过程用公式可表示为：
其中N表示数据帧长度，K表示重叠复用次数，重叠编码后的数据长度为N+K-1，△T为移位间隔。
请参考图8，OvTDM系统中的调制步骤包括下面子步骤：
步骤2.1：根据设计参数生成在时域内的初始包络波形h(t)。
在生成初始包络波形时，可以通过用户输入设计参数，以实现在实际系统中根据系统性能指标灵活配置。
在某些实施例中，当初始包络波形的旁瓣衰减已经确定时，设计参数包括初始包络波形的窗长度L，例如当初始包络波形为巴特莱特包络波形时。
在某些实施例中，设计参数包括初始包络波形的窗长度L和旁瓣衰减r，例如当初始包络波形为切比雪夫包络波形时。
当然，当初始包络波形为其他形式时，可以根据相应初始包络波形的特点确定设计参数。
步骤2.2：根据重叠复用次数K将初始包络波形在时域内按预定的移位间隔进行移位，以得到各固定间隔的移位包络波形h(t-i*△T)。
其中，移位间隔为时间间隔△T，时间间隔△T为：△T＝L/K。此时，信号的符号宽度即为△T。
另外，还需要保证△T不小于系统采样率的倒数。
i的取值与输入符号长度N有关，且i取0到N-1的整数。例如，当N＝8时，i取0至7的整数。
步骤2.3：将输入的信号数字序列转换成正负符号表示的信号符号序列。
具体的，将输入的数字信号序列中的0转换为+A，1转换为-A，A取值为非0任意数，以得到正负符号序列。例如，取A为1时，将输入的{0,1}比特序列经过BPSK(Binary PhaseShift Keying，移相键控)调制转换成{+1、-1}符号序列。
步骤2.4：将转换后的信号符号序列xi(本实施例中xi＝{+1+1-1-1-1+1-1+1})与各固定间隔的移位包络波形h(t-i*△T)相乘，以得到各调制包络波形xih(t-i*△T)。
步骤2.5：将各调制包络波形xi h(t-i*△T)在相应域(本实施例中为时域)上进行叠加，以得到携带输入信号序列的复调制包络波形，即发送的信号。
发送的信号可以如下表示：
步骤2.6：将得到的复调制包络波形作为发送信号发射出去。
故，本实施例中，A取值为1时，叠加后的输出符号(输出的信号符号序列)即为：s(t)＝{+1+2+1-1-3-1-1+1}。
请参考图9，为K路波形复用的原理示意图，其呈平行四边形形状。其中，每一行表示一个所要发送的符号xi与相应时刻的包络波形h(t-i*△T)相乘后得到的待发送信号波形xih(t-i*△T)。a0～ak-1表示对每个窗函数波形(包络波形)进行K次分段得到的每部分的系数值，具体为关于幅度值的系数。
由于将输入的数字信号序列转换成正负符号序列时，将输入的数字信号序列中的0,1转换为±A，A取值为非0任意数以得到正负符号序列。例如，A取值为1时，将输入的{0,1}比特序列经过BPSK调制转换成{+1、-1}符号序列，以得到正负符号序列。所以图9所示即为K路波形的符号叠加过程原理示意图。图10叠加过程中，第1行左边3个数表示第1个输入符号+1，第2行左边3个数表示第2个输入符号+1，第3行左边3个数表示第3个输入符号-1，第1行中间3个数表示第4个输入符号-1，第2行中间3个数表示第5个输入符号-1，第3行中间3个数表示第6个输入符号+1，第1行右边3个数表示第7个输入符号-1，第2行右边3个数表示第8个输入符号+1。因此，三个波形叠加后，得到的输出符号为{+1+2+1-1-3-1-1+1}。
当然，如果输入符号的长度为其他数值时，可以按照图9和图10所示的方式进行叠加，以得到输出符号。
(2)OvTDM接收端过程的简要说明如下：
由于实际信道一般都存在一定的衰落或多径情况，因此接收端接收到的信号实际上是发送端发送的信号经过信道衰落或多径传输后的信号其中h'表示信道衰落或多径参数。
接收端的处理过程基本包括下面三部分：
a.信号同步
接收端接收到信号y'后，需要对信号进行同步处理，包括定时同步、载波同步等。
b.信道均衡
同步完成后，进行信道估计和均衡处理。信道估计的作用主要是估计出信道参数h'，均衡的作用主要是从接收信号y'中消除掉h'以得到真实的发送端信号y。
信道环境较为简单时，信号经过信道传输只经过了衰落或只存在单径信道，可将h'理解为衰落系数，接收信号可等效为y'＝h'×y，均衡处理计算y的方法为y＝y'/h'，计算复杂度和数据帧长度N有关，且需要大量的除法运算。而在工程设计中，一般都尽量要避免除法运算，因为在硬件实现时，除法运算较耗费资源和时钟。
如果信道环境较为复杂，即存在多径情况，那么多径因子h'和发送信号是卷积的关系，即为均衡处理计算y的方法为反卷积运算，反卷积的运算更为复杂，计算复杂度不仅和多径数量有关，还和数据帧长度N有关系，均衡的复杂度会随着多径数目的增长而呈指数增加。
c.译码
OvTDM译码过程使用均衡后的信号y和复用波形h进行译码，通过计算均衡后的信号和理想叠加信号的测度选择最佳译码路径，最终得到输入符号序列x，译码过程结束。译码方法有多种，较常用的方法是维特比译码，其算法复杂度为2K。一般地，译码输入端的待译码信号和复用波形均是指定域的信号，例如，当系统为OvTDM时，指定域为时域；当系统为OvFDM时，指定域为频域，即待译码信号经过傅里叶变换转换为频域信号，复用波形是频域波形。
本申请提出了一种适用于OvTDM系统的均衡译码方法，将均衡和译码过程相结合，通过计算接收信号和经过信道处理后的复用波形的测度，选择最佳译码路径，将此译码路径作为最终的译码输出。解决了现有技术中，将均衡和译码过程独立开来计算，均衡过程较为复杂，且复杂度较高的问题。从而实现了采用均衡译码后，大大的降低计算复杂度，使得系统性能得到提升的目的。
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请提供的基于OvXDM系统的均衡译码方法中，将均衡过程和译码过程相结合，译码过程同时利用了接收信号y'和信道参数h'，旨在降低系统复杂度。对应两种信道环境，均衡译码过程分为两种，分别参见下面实施例一和实施例二。
实施例一
当OvTDM接收端信道环境简单，仅存在衰落或单径信道时，将信道参数h'理解为衰落系数，则接收信号是衰减后的复用波形h”和输入符号x的卷积过程，衰落系数h'是对复用波形h的衰减，接收信号可等效为其中可等效为h”＝h×h'，表示衰减后的复用波形。
请参考图11，本实施例提供的一种基于OvTDM系统的均衡译码方法包括下面步骤：
步骤3.1：计算衰落复用波形h”。
本实施例中，计算衰落复用波形采用下面公式：
h”＝h×h'
其中，h”为衰落复用波形，h'为信道衰落系数，h为复用波形系数。
在步骤3.1的计算过程中，仅包含乘法运算，其计算复杂度仅与重叠复用次数K有关。
步骤3.2：将接收信号y'和衰减后的衰落复用波形h”同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号y'和衰落复用波形h”的测度。
步骤3.3：根据接收信号y'和衰落复用波形h”的测度选择最佳译码路径。测度最小的路径选择为最佳的译码路径。
步骤3.4：根据选择的最佳译码路径得到最终的输入符号序列x，译码过程结束。
需要说明的是，本申请中的测度表示两个信号之间的距离，定义为：
其中xi为第i个发送符号，yi为第i个接收符号，p为维度；
当p＝2时即为欧氏距离，欧氏距离是两个信号之间的真实距离，能够真实的反应实际信号和理想信号之间的距离，本专利中欧氏距离定义为
本实施例中，在计算最终的输入符号序列x时可以采用较常用的维特比译码方法，其算法复杂度为2K。当然，也可以采用现有技术中其他可行的译码方法。
具体的，本实施例提供的方法，在将接收信号作为译码的输入端之前，还包括对接收信号进行同步处理的步骤，其包括定时同步、载波同步等。
本实施例提供的基于OvTDM系统的均衡译码方法，将原先复杂的除法运算简化为简单的乘法运算，其计算复杂度仅和重叠复用次数K有关，大大的降低了系统的复杂度。
实施例二
当OvTDM接收端信道环境简单，仅存在衰落或单径信道时，将信道参数h'理解为衰落系数，则接收信号是衰减后的复用波形h”和输入符号x的卷积过程，衰落系数h'是对复用波形h的衰减，接收信号可等效为其中可等效为h”＝h×h'，表示衰减后的复用波形。
请参考图12，基于上述实施例一提供的均衡译码方法，本实施例相应提供了一种基于OvTDM系统的均衡译码装置，包括衰落复用波形计算模块701、测度计算模块702、最佳路径选择模块703和译码输出模块704。
衰落复用波形计算模块701用于计算衰落复用波形h”。
本实施例中，计算衰落复用波形采用下面公式：
h”＝h×h'
其中，h”为衰落复用波形，h'为信道衰落系数，h为复用波形系数。
在上述计算过程中，仅包含乘法运算，其计算复杂度仅与重叠复用次数K有关。
测度计算模块702用于将接收信号y'和衰减后的衰落复用波形h”同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号y'和衰落复用波形h”的测度。
最佳路径选择模块703用于根据接收信号y'和衰落复用波形h”的测度选择最佳译码路径。
译码输出模块704用于根据选择的最佳译码路径得到最终的输入符号序列x，译码过程结束。
需要说明的是，本申请中的测度表示两个信号之间的距离，定义为：
当p＝2时即为欧氏距离，欧氏距离是两个信号之间的真实距离，能够真实的反应实际信号和理想信号之间的距离，本专利中欧氏距离定义为
本实施例中，在计算最终的输入符号序列x时可以采用较常用的维特比译码方法，其算法复杂度为2K。当然，也可以采用现有技术中其他可行的译码方法。
具体的，本实施例提供的装置，还包括用于在将接收信号作为译码的输入端之前，对接收信号进行同步处理的同步处理模块700，同步处理包括定时同步、载波同步等。
本实施例提供的基于OvTDM系统的均衡译码装置，将原先复杂的除法运算简化为简单的乘法运算，其计算复杂度仅和重叠复用次数K有关，大大的降低了系统的复杂度。
实施例三
当信道环境较为复杂，存在多径信道时，接收信号是由发送信号y0经过多条信道传输，发送信号和多径因子是卷积的关系，表示为其中即可将h″0理解为是复用波形h0经过多径h′0卷积后的复用波形，接收信号是h″0和输入符号x的卷积过程。
请参考图13，本实施例提供的一种基于OvTDM系统的均衡译码方法包括下面步骤：
步骤4.1：计算多径复用波形h″0。
本实施例中，计算多径复用波形采用下面公式：
其中，h″0为多径复用波形，h′0为多径因子，h0为复用波形系数。
在步骤4.1中，通过卷积运算得到新的复用波形h″0，其计算复杂度仅与多径数量有关。
步骤4.2：将接收信号y′0和经过多径卷积后的多径复用波形h″0同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号y′0和多径复用波形h″0的测度。
步骤4.3：根据接收信号y′0和多径复用波形h″0的测度选择最佳译码路径。测度最小的路径作为最佳的译码路径。
步骤4.4：根据选择的最佳译码路径得到最终的输入符号序列x，译码过程结束。
需要说明的是，本申请中的测度表示两个信号之间的距离，定义为：
其中xi为第i个发送符号，yi为第i个接收符号，p为维度；
当p＝2时即为欧氏距离，欧氏距离是两个信号之间的真实距离，能够真实的反应实际信号和理想信号之间的距离，本专利中欧氏距离定义为
本实施例中，在计算最终的输入符号序列x时可以采用较常用的维特比译码方法，其算法复杂度为2K。当然，也可以采用现有技术中其他可行的译码方法。
具体的，本实施例提供的方法，在将接收信号作为译码的输入端之前，还包括对接收信号进行同步处理的步骤，其包括定时同步、载波同步等。
现有技术中的均衡方法中，复杂度不仅与多径数量有关，还和数据帧长度有关，均衡的复杂度会随着多径数目的增长呈指数增加。本实施例提供的基于OvTDM系统的均衡译码方法，其均衡译码过程中的复杂度仅和多径数量有关，大大的降低了系统的复杂度。
实施例四
当信道环境较为复杂，存在多径信道时，接收信号是由发送信号y经过多条信道传输，发送信号和多径因子是卷积的关系，表示为其中即可将h″0理解为是复用波形h0经过多径h′0卷积后的复用波形，接收信号是h″0和输入符号x的卷积过程。
请参考图14，基于上述实施例三提供的均衡译码方法，本实施例相应提供了一种基于OvTDM系统的均衡译码装置，包括多径复用波形计算模块801、测度计算模块802、最佳路径选择模块803和译码输出模块804。
多径复用波形计算模块801用于计算多径复用波形h″0。
本实施例中，计算多径复用波形采用下面公式：
其中，b″0为多径复用波形，h′0为多径因子，h0为复用波形系数。
在上述计算过程中，通过卷积运算得到新的复用波形h″0，其计算复杂度仅与多径数量有关。
测度计算模块802用于将接收信号y′0和经过多径卷积后的多径复用波形h″0同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号y′0和多径复用波形h″0的测度。
最佳路径选择模块803用于根据接收信号y′0和多径复用波形h″0的测度选择最佳译码路径。
译码输出模块804用于根据选择的最佳译码路径得到最终的输入符号序列x，译码过程结束。
需要说明的是，本申请中的测度表示两个信号之间的距离，定义为：
当p＝2时即为欧氏距离，欧氏距离是两个信号之间的真实距离，能够真实的反应实际信号和理想信号之间的距离，本专利中欧氏距离定义为
本实施例中，在计算最终的输入符号序列x时可以采用较常用的维特比译码方法，其算法复杂度为2K。当然，也可以采用现有技术中其他可行的译码方法。
具体的，本实施例提供的装置，还包括用于在将接收信号作为译码的输入端之前，对接收信号进行同步处理的同步处理模块800。同步处理包括定时同步、载波同步等。
现有技术中的均衡方法中，复杂度不仅与多径数量有关，还和数据帧长度有关，均衡的复杂度会随着多径数目的增长呈指数增加。本实施例提供的基于OvTDM系统的均衡译码装置，其均衡译码过程中的复杂度仅和多径数量有关，大大的降低了系统的复杂度。
实施例五
请参考图15，本实施例提供了一种基于OvTDM系统的通信系统，包括发射机B01和接收机B02。
发射机B01包括调制装置901和发射装置902。
调制装置901用于生成携带输出信号序列的复调制包络波形。
发射装置902用于将复调制包络波形发射到接收机。
发射机B01的工作原理请参考上述调制方法，此处不对其赘述。
接收机B02包括接收装置903和解调装置904。
接收装置903用于接收发射装置902发射的复调制包络波形。
译码装置904采用上述实施例二或实施例四提供的任意一种基于OvTDM系统的均衡译码装置。译码装置904的工作原理请参考上述实施例二和实施例四，此处不对其赘述。
需要说明的是，本申请实施例提供的基于OvTDM系统的均衡译码方法、装置和系统可以应用到移动通信、卫星通信、微波视距通信、散射通信、大气层光通信、红外通信、水声通信等无线通信系统中，既可以应用于大容量无线传输，也可以应用于小容量的轻型无线电系统。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来控制相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存取存储器、磁盘或光盘等。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (11)
1.一种基于OvXDM系统的均衡译码方法，其特征在于，包括：
计算衰落复用波形；
将接收信号和衰落复用波形同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号和衰落复用波形的测度；测度d为：
<mrow>
<mi>d</mi>
<mo>=</mo>
<mroot>
<mrow>
<mo>|</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<msup>
<mo>|</mo>
<mi>p</mi>
</msup>
</mrow>
<mi>p</mi>
</mroot>
<mo>,</mo>
<mn>0</mn>
<mo><</mo>
<mi>p</mi>
<mo><</mo>
<mi>&infin;</mi>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中xi为第i个发送符号，yi为第i个接收符号，p为维度；
根据接收信号和衰落复用波形的测度最小值对应的路径选择为最佳译码路径；
根据所述最佳译码路径得到最终的输入符号序列。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算衰落复用波形采用下面公式：
h″＝h×h′
其中，h″为衰落复用波形，h′为信道衰落系数，h为复用波形系数。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将接收信号作为译码的输入端之前，还包括对接收信号进行同步处理的步骤。
4.一种基于OvXDM系统的均衡译码方法，其特征在于，包括：
计算多径复用波形；
将接收信号和多径复用波形同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号和多径复用波形的测度；
根据接收信号和多径复用波形的测度选择最佳译码路径；
根据所述最佳译码路径得到最终的输入符号序列。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，计算多径复用波形采用下面公式：
<mrow>
<msubsup>
<mi>h</mi>
<mn>0</mn>
<mrow>
<mo>&prime;</mo>
<mo>&prime;</mo>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>&CircleTimes;</mo>
<msubsup>
<mi>h</mi>
<mn>0</mn>
<mo>&prime;</mo>
</msubsup>
</mrow>
其中，h″0为多径复用波形，h′0为多径因子，h0为复用波形系数。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在将接收信号作为译码的输入端之前，还包括对接收信号进行同步处理的步骤。
7.一种基于OvXDM系统的均衡译码装置，其特征在于，包括：
衰落复用波形计算模块，用于计算衰落复用波形；
测度计算模块，用于将接收信号和衰落复用波形同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号和衰落复用波形的测度；
最佳路径选择模块，用于根据接收信号和衰落复用波形的测度选择最佳译码路径；
译码输出模块，用于根据所述最佳译码路径得到最终的输入符号序列。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，衰落复用波形计算模块用于计算衰落复用波形时，采用下面公式：
h″＝h×h′
其中，h″为衰落复用波形，h′为信道衰落系数，h为复用波形系数。
9.一种基于OvXDM系统的均衡译码装置，其特征在于，包括：
多径复用波形计算模块，用于计算多径复用波形；
测度计算模块，用于将接收信号和多径复用波形同时作为译码的输入端，在对应域内计算接收信号和多径复用波形的测度；测度d为：
<mrow>
<mi>d</mi>
<mo>=</mo>
<mroot>
<mrow>
<mo>|</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<msup>
<mo>|</mo>
<mi>p</mi>
</msup>
</mrow>
<mi>p</mi>
</mroot>
<mo>,</mo>
<mn>0</mn>
<mo><</mo>
<mi>p</mi>
<mo><</mo>
<mi>&infin;</mi>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中xi为第i个发送符号，yi为第i个接收符号，p为维度；
最佳路径选择模块，用于根据接收信号和多径复用波形的测度最小值对应的路径选择为最佳译码路径；
译码输出模块，用于根据所述最佳译码路径得到最终的输入符号序列。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，多径复用波形计算模块用于计算多径复用波形时，采用下面公式：
<mrow>
<msubsup>
<mi>h</mi>
<mn>0</mn>
<mrow>
<mo>&prime;</mo>
<mo>&prime;</mo>
</mrow>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>h</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>&CircleTimes;</mo>
<msubsup>
<mi>h</mi>
<mn>0</mn>
<mo>&prime;</mo>
</msubsup>
</mrow>
其中，h″0为多径复用波形，h′0为多径因子，h0为复用波形系数。
11.一种基于OvXDM系统的通信系统，其特征在于，包括发射机和接收机；
所述发射机包括：
调制装置，用于生成携带输出信号序列的复调制包络波形；
发射装置，用于将所述复调制包络波形发射到接收机；
所述接收机包括：
接收装置，用于接收所述发射装置发射的复调制包络波形；
和如权利要求6-10任意一项所述的基于OvXDM系统的均衡译码装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610593907.2A CN107659377A (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统 |
| PCT/CN2017/091960 WO2018019110A1 (zh) | 2016-07-25 | 2017-07-06 | 基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610593907.2A CN107659377A (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107659377A true CN107659377A (zh) | 2018-02-02 |
Family
ID=61015655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610593907.2A Pending CN107659377A (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107659377A (zh) |
| WO (1) | WO2018019110A1 (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1159103A (zh) * | 1995-10-25 | 1997-09-10 | 日本电气株式会社 | 最大似然译码 |
| WO2008006246A1 (fr) * | 2006-07-06 | 2008-01-17 | Daoben Li | Procédé et système de multiplexage temporel |
| CN101471689A (zh) * | 2007-12-29 | 2009-07-01 | 中国移动通信集团公司 | 在通信系统中传送数据的方法、通信装置及通信系统 |
| CN101662331A (zh) * | 2009-09-10 | 2010-03-03 | 北京清深技术开发中心有限公司 | 多址编码、传输、译码的方法、装置及系统 |
| CN101997553A (zh) * | 2009-08-13 | 2011-03-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种卷积码译码方法及装置 |
| US20110075649A1 (en) * | 2009-09-13 | 2011-03-31 | Research Institute Of Tsinghua University In Shenzhen | Method and system of frequency division multiplexing |
| US20110103236A1 (en) * | 2009-09-13 | 2011-05-05 | Research Institute Of Tsinghua University In Shenzhen | Transmission method of code division multiplexing and multiple access |
| US20110141918A1 (en) * | 2009-09-13 | 2011-06-16 | Research Institute Of Tsinghua University In Shenzhen | Time division multiplexing method and system |
| CN102111243A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-06-29 | 北京邮电大学 | 固定复杂度的球译码检测方法 |
| CN102291198A (zh) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | 中兴通讯股份有限公司 | 信道译码方法和装置 |
| CN105610550A (zh) * | 2016-02-05 | 2016-05-25 | 南京飞腾电子科技有限公司 | 一种用于电力线载波通信的Viterbi译码方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101557364A (zh) * | 2009-05-12 | 2009-10-14 | 山东大学 | Turbo-OvCDM系统的联合迭代信道估计和译码方法 |
| CN106911421B (zh) * | 2015-12-22 | 2019-09-13 | 深圳光启合众科技有限公司 | 译码方法、装置及其系统 |
-
2016
- 2016-07-25 CN CN201610593907.2A patent/CN107659377A/zh active Pending
-
2017
- 2017-07-06 WO PCT/CN2017/091960 patent/WO2018019110A1/zh active Application Filing
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1159103A (zh) * | 1995-10-25 | 1997-09-10 | 日本电气株式会社 | 最大似然译码 |
| WO2008006246A1 (fr) * | 2006-07-06 | 2008-01-17 | Daoben Li | Procédé et système de multiplexage temporel |
| CN101471689A (zh) * | 2007-12-29 | 2009-07-01 | 中国移动通信集团公司 | 在通信系统中传送数据的方法、通信装置及通信系统 |
| US20100284427A1 (en) * | 2007-12-29 | 2010-11-11 | Guangyi Liu | Method, communication apparatus for transmitting data in a communication system and the communication system |
| CN101997553A (zh) * | 2009-08-13 | 2011-03-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种卷积码译码方法及装置 |
| CN101662331A (zh) * | 2009-09-10 | 2010-03-03 | 北京清深技术开发中心有限公司 | 多址编码、传输、译码的方法、装置及系统 |
| US20110075649A1 (en) * | 2009-09-13 | 2011-03-31 | Research Institute Of Tsinghua University In Shenzhen | Method and system of frequency division multiplexing |
| US20110103236A1 (en) * | 2009-09-13 | 2011-05-05 | Research Institute Of Tsinghua University In Shenzhen | Transmission method of code division multiplexing and multiple access |
| US20110141918A1 (en) * | 2009-09-13 | 2011-06-16 | Research Institute Of Tsinghua University In Shenzhen | Time division multiplexing method and system |
| CN102291198A (zh) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | 中兴通讯股份有限公司 | 信道译码方法和装置 |
| CN102111243A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-06-29 | 北京邮电大学 | 固定复杂度的球译码检测方法 |
| CN105610550A (zh) * | 2016-02-05 | 2016-05-25 | 南京飞腾电子科技有限公司 | 一种用于电力线载波通信的Viterbi译码方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 姜晓琳: "增强噪声子空间中大规模MIMO系统多用户检测算法研究", 《中国优秀硕博士学位论文全文数据库（硕士） 信息科技辑》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018019110A1 (zh) | 2018-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1976208B1 (en) | Single carrier wireless communications system | |
| CN105282060A (zh) | 用于信道估计的方法和设备以及ofdm接收机 | |
| CN107919941A (zh) | 基于重叠复用的调制解调方法和装置 | |
| JP2005124125A (ja) | Ｏｆｄｍ伝送方式におけるキャリアの配置方法、送信装置及び受信装置 | |
| CN102124666A (zh) | 用于无线通信中继信道的模拟空时中继方法和装置 | |
| CN105594171A (zh) | 用于向车载通信中的802.11p OFDM帧中引入补充训练符号的方法 | |
| CN107979440A (zh) | 基于重叠复用的译码方法、装置及调制解调方法和系统 | |
| US20190238384A1 (en) | Overlapped multiplexing-based decoding method and device, and modulation and demodulation method and system | |
| CN106911449A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| WO2012035345A2 (en) | Improvements in ofdm communication systems | |
| CN107846260A (zh) | 基于重叠复用的调制解调方法、装置和系统 | |
| CN107659377A (zh) | 基于OvXDM系统的均衡译码方法、装置和系统 | |
| CN106911460A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| CN107276940B (zh) | 定时同步方法、装置和系统 | |
| CN106911458A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| CN104683284A (zh) | 不需要循环前缀的ofdm/ofdma符号循环移位均衡方法 | |
| CN107277913B (zh) | 定时同步方法、装置和系统 | |
| CN106911451A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| CN106911453A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| JP4829953B2 (ja) | Ｏｆｄｍ伝送方式におけるキャリアの配置方法 | |
| CN106911446A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| CN106911448A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| CN106911455A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| CN106911447A (zh) | 一种重叠时分复用调制方法、装置及系统 | |
| CN107979549A (zh) | 信道估计方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190902 Address after: 518057 2nd Floor, No. 9 Software Building, Zhongxin Road, Yuehai Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: SHEN ZHEN KUANG-CHI HEZHONG TECHNOLOGY Ltd. Address before: Bantian street Longgang District of Shenzhen City, Guangdong province 518000 Jihua Road, the new world Huasai Industrial Area No. 2, building 101 (two floor) 201 Applicant before: SHENZHEN SUPER DATA LINK TECHNOLOGY Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180202 |