CN114448767B - 一种低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法，包括如下步骤：Step 1：计算每一信道估计窗口的接收到导频信号的信号部分功率；Step 2：生成信道均衡结果；Step 3：基于不同调制方式，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特。本发明通过消除除法运算和基于信道估计窗的处理机制，可有效降低信道均衡和软解调复杂度，并规避除法造成精度损失引发的性能下降。

Description

一种低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法。

背景技术

当前5GNR系统的物理层中，在单流传输场景下，对于PUSCH和PDSCH信道的接收大多采用如下的信道均衡和软解调方案，其核心思想是在基于MMSE方案获取信道均衡结果后，基于噪声服从复高斯分布的假定获取近似的LLR，具体过程如下：

Step 1：基于下式获取信道均衡结果y(l,k)：

其中，l表示OFDM符号序号，k表示子载波序号，表示第p根接收天线上的信道衰减因子估计结果，r_p(l,k)表示第p根接收天线上的频域接收信号，N₀表示噪声功率，N_R表示接收天线总数；

Step 2：基于下式完成星座点匹配，获取到结果y'(l,k)：

Step 3：基于下式计算SINR结果，记为SINR(l,k)：

Step 4：基于不同调制方式获取软比特；

Step 4a：若调制方式为QPSK，基于下式获取软比特LLR(l,k,i)

其中，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于QPSK而言，0≤i<1；

Step 4b：若调制方式为16QAM，基于下式获取软比特LLR(l,k,i)

其中，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于16QAM而言，0≤i<4；

Step 4c：若调制方式为64QAM，基于下式获取软比特LLR(l,k,i)：

其中，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于64QAM而言，0≤i<6；

Step 4d：若调制方式为256QAM，基于下式获取软比特LLR(l,k,i)

其中，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于256QAM而言，0≤i<8。

显然，在步骤Step1和步骤Step2中针对每个信道均衡结果各进行一次除法处理。即时考虑将步骤Step1和步骤Step2的处理合并，仍然需要针对每个信道均衡结果进行一次除法处理(即求取)，如下：

众所周知，除法处理不仅会降低处理结果精度进而导致接收性能下降，而且处理极为耗时，会导致接收速率规格下降。

当然可以采用较为简单的ZF信道均衡方案，但其性能明显低于MMSE信道均衡方案。

发明内容

本发明旨在提供一种低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法，以解决基于MMSE信道均衡方案和软解调方案，至少需要针对每个信道均衡结果进行一次除法处理，该除法处理会导致接收性能下降，并极为耗时，会导致接收速率规格下降的问题。

本发明提供的一种低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法，包括如下步骤：

Step 1：计算每一信道估计窗口的接收到导频信号的信号部分功率；

Step 2：生成信道均衡结果；

Step 3：基于不同调制方式，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特。

进一步的，步骤Step 1中所述信号部分功率记为Rsrp(m)，计算方法为用信道衰减因子模平方的均值来表征接收信号总功率：

其中：

l表示OFDM符号序号；

k表示子载波序号；

m表示信道估计窗序号，0≤m<N_win，N_win表示信道估计窗总数；

N_{win_size}表示信道估计窗包含的分布有DMRS的子载波个数；

表示第p根接收天线上的信道衰减因子估计结果；

r_p(l,k)表示第p根接收天线上的频域接收信号；

N_R表示接收天线总数。

进一步的，步骤Step 2生成的信道均衡结果记为y′(l,k)，计算方法为：

其中，N_{ce_win_size}表示信道估计窗包含的子载波个数。

进一步的，步骤Step 3中当调制方式为QPSK时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，real(*)表示获取实部，imag(*)表示获取虚部，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于QPSK而言，0≤i<1。

进一步的，步骤Step 3中当调制方式为16QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，real(*)表示获取实部，imag(*)表示获取虚部，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于16QAM而言，0≤i<4。

进一步的，步骤Step 3中当调制方式为64QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，real(*)表示获取实部，imag(*)表示获取虚部，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于64QAM而言，0≤i<6。

进一步的，步骤Step 3中当调制方式为256QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，real(*)表示获取实部，imag(*)表示获取虚部，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于256QAM而言，0≤i<8。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过消除除法运算和基于信道估计窗的处理机制，可有效降低信道均衡和软解调复杂度，并规避除法造成精度损失引发的性能下降。

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为本发明实施例的低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法的流程图。

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。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例

为方便描述，记：

l表示OFDM符号序号；

k表示子载波序号；

m表示信道估计窗序号，0≤m<N_win，N_win表示信道估计窗总数；

N_{win_size}表示信道估计窗包含的分布有DMRS的子载波个数；

N_{ce_win_size}表示信道估计窗包含的子载波个数；

表示第p根接收天线上的信道衰减因子估计结果；

r_p(l,k)表示第p根接收天线上的频域接收信号；

N_R表示接收天线总数；

real(*)表示获取实部；

imag(*)表示获取虚部。

如图1所示，本实施例提出一种低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法，包括如下步骤：

Step 1：计算每一信道估计窗口的接收到导频信号的信号部分功Rsrp(m)，计算方法为用信道衰减因子模平方的均值来表征接收信号总功率：

Step 2：生成信道均衡结果y′(l,k)：

通过上式直接生成信道均衡结果只是进行了相位的均衡，并没有进行幅度的均衡。

Step 3：基于不同调制方式，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特。为达到消除除法的目的，软解调过程中使用信道估计窗口级RSRP作为门限来计算软比特，而不是基于8d、4d、2d来作为门限。

Step 3a：当调制方式为QPSK时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于QPSK而言，0≤i<1。

Step 3b：当调制方式为16QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于16QAM而言，0≤i<4。

Step 3c：当调制方式为64QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于64QAM而言，0≤i<6。

Step 3d：当调制方式为256QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于256QAM而言，0≤i<8。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种低复杂度的适用于单流传输的信道均衡与软解调方法，其特征在于，包括如下步骤：

Step 1：计算每一信道估计窗口的接收到导频信号的信号部分功率；

Step 2：生成信道均衡结果；

Step 3：基于不同调制方式，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特；

步骤Step 1中所述信号部分功率记为Rsrp(m)，计算方法为用信道衰减因子模平方的均值来表征接收信号总功率：

其中：

l表示OFDM符号序号；

k表示子载波序号；

m表示信道估计窗序号，0≤m<N_win，N_win表示信道估计窗总数；

N_{win_size}表示信道估计窗包含的分布有DMRS的子载波个数；

表示第p根接收天线上的信道衰减因子估计结果；

r_p(l,k)表示第p根接收天线上的频域接收信号；

N_R表示接收天线总数；

步骤Step 2生成的信道均衡结果记为y′(l,k)，计算方法为：

其中，N_{ce_win_size}表示信道估计窗包含的子载波个数；

步骤Step 3中当调制方式为QPSK时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，real(*)表示获取实部，imag(*)表示获取虚部，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于QPSK而言，0≤i<1；

步骤Step 3中当调制方式为16QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，real(*)表示获取实部，imag(*)表示获取虚部，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于16QAM而言，0≤i<4；

步骤Step 3中当调制方式为64QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，real(*)表示获取实部，imag(*)表示获取虚部，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于64QAM而言，0≤i<6；

步骤Step 3中当调制方式为256QAM时，利用信号部分功率和信道均衡结果获取软比特LLR(l,k,i)的方法为：

其中，real(*)表示获取实部，imag(*)表示获取虚部，i表示第l个OFDM符号上第k个子载波上信道解析出的软比特序号，对于256QAM而言，0≤i<8。