CN206775509U - 一种基于ftn映射的自适应编码调制系统的传输设备 - Google Patents

Abstract

一种基于FTN映射的自适应编码调制系统的传输设备，在发送端，LDPC编码器、发送端交织器、发送端QAM映射器、FTN映射器、插入导频模块和成型滤波器依次连接；在接收端，匹配滤波器分别与获取导频模块和去除导频模块连接，均衡器、QAM解映射模块、解交织器、LDPC译码器、接收端交织器和接收端QAM映射器依次循环连接。本实用新型可以实现从固定速率的样值中恢复出不同速率的FTN符号信息。均衡器通过QAM解映射模块连接LDPC译码块，LDPC模块通过接收端的QAM映射器连接均衡器，实现信号的迭代检测译码，提高自适应传输的可靠性。

Description

一种基于FTN映射的自适应编码调制系统的传输设备

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，为一种基于FTN映射的自适应编码调制系统的传输设备。

背景技术

在无线通信中，信号传输脱离了有线信道的束缚，为用户提供更方便的通信服务。然而，在无线信道中，信号除了受到噪声影响以外，还会受到不同环境下衰落和干扰的影响。因此为了实现信号的有效接收，人们长期致力于各种先进传输技术的研究，如信道编码、调制技术，链路自适应技术和中继传输技术等等。随着这些技术的研究不断发展和成熟，无线通信系统的有效性和可靠性得到极大提升。超奈奎斯特传输(faster-than-Nyqusit，FTN)传输技术打破了传统调制技术所遵循的以奈奎斯特准则，使得频谱效率的进一步提升成为可能。为了更好将FTN传输技术应用于无线通信，FTN技术与编码技术以及链路自适应技术的有效结合具有重要的研究价值。

与传统自适应传输系统相比，基于FTN的自适应传输系统中变化的符号速率将增加发送和接收机的复杂度；FTN信号引入的有色噪声增加信号的检测复杂度；FTN信号的包络变化将恶化信道估计性能；传统FTN信号的发送接收方式会对自适应传输系统带来巨大挑战。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：提供一种基于FTN映射的自适应编码调制系统的新型传输设备，以提高在无线通信的传输效率，解决FTN信号在自适应传输系统中的发送接收的技术难题。

本实用新型的技术方案为：一种基于FTN映射的自适应编码调制系统的传输设备，其特征是包括发送端和接收端，

发送端为：LDPC编码器、发送端交织器、发送端QAM映射器、FTN映射器、插入导频模块和成型滤波器依次连接；

接收端为：匹配滤波器的输出分别连接获取导频模块和去除导频模块，获取导频模块经信道估计模块连接至均衡器，去除导频模块输出连接至均衡器，均衡器、QAM解映射模块、解交织器、LDPC译码器、接收端交织器和接收端QAM映射器依次循环连接，LDPC译码器的输出为传输设备的输出；

接收端中还设有控制信道模块用于将信道质量参数反馈给发送端。

进一步的，信道估计模块通过控制信道模块将信道质量参数反馈给LDPC编码器、发送端QAM映射器和FTN映射器。

与现在技术相比，本实用新型的特征在于：该基于FTN映射的自适应编码调制系统的新型传输设备在发送端通过FTN映射器将可变速率的FTN符号映射到固定速率的样值，实现了FTN信号与Nyquist信号的无缝切换，简化自适应传输系统的发送装置。本实用新型可以在现有基于Nyqusit的发送接收装置基础上实现FTN的发送和接收，降低装置成本。

为了实现自适应传输系统的高频谱效率，系统需要准确已知无线信道状态参数。与传统FTN系统下的信道估计方法相比，本实用新型采用基于Nyquist信令的导频。它能够有效地降低FTN引入的信道估计复杂度，同时，提高信道估计精度。

与传统FTN信号的检测装置相比，本实用新型采用基于线性最小均方误差准则(linear minimum mean square error,LMMSE)的均衡器，降低FTN信号检测复杂度。通过改进LMMSE均衡器，本实用新型可以实现从固定速率的样值中恢复出不同速率的FTN符号信息。均衡器通过QAM解映射模块连接LDPC译码块，LDPC模块通过接收端的QAM映射器连接均衡器，实现信号的迭代检测译码，提高自适应传输的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型整体结构框图。

其中：1、LDPC编码器，2、发送端交织器，3、发送端QAM映射器，4、FTN映射器，5、插入导频模块，6、成型滤波器，7、匹配滤波器，8、获取导频模块，9、信道估计模块，10、去除导频模块，11、均衡器，12、QAM解映射模块，13、解交织器，14、LDPC译码器，15、接收端交织器，16、接收端QAM映射器，17、控制信道模块。

具体实施方式

下面结合实用新型整体框图作进一步详细描述。

本实用新型涉及的基于FTN映射的自适应编码调制系统的传输设备是用于无线通信。为克服无线信道的时变特性所导致的通信性能恶化，本实用新型将具有高频谱效率的FTN传输技术应用于自适应编码调制系统中，实现频谱效率的进一步提升。

本实用新型装置分为发送端和接收端，涉及的模块包括LDPC编码器1、发送端交织器2、发送端QAM映射器3、FTN映射器4、插入导频模块5、成型滤波器6、匹配滤波器7、获取导频模块8、信道估计模块9、去除导频模块10、均衡器11、QAM解映射模块12、解交织器13、LDPC译码器14、接收端交织器15、接收端QAM映射器16和控制信道模块17；具体结构为：

发送端：LDPC编码器1、发送端交织器2、发送端QAM映射器3、FTN映射器4、插入导频模块5和成型滤波器6依次连接；

接收端：匹配滤波器7的输出分别连接获取导频模块8和去除导频模块10，获取导频模块8经信道估计模块9连接至均衡器11，去除导频模块10输出连接至均衡器11，均衡器11、QAM解映射模块12、解交织器13、LDPC译码器14、接收端交织器15和接收端QAM映射器16依次循环连接，LDPC译码器14的输出为传输设备的输出；

控制信道模块17用于将信道质量参数反馈给发送端的LDPC编码器1、发送端QAM映射器3和FTN映射器4。

本实用新型各个模块的工作原理为：

LDPC编码器：本模块根据信道质量参数选取合适的编码方案。

交织器：用于离散化突发产生的集中错误信息。

QAM映射器：本模块根据信道质量参数选取合适的调制阶数，同时将bit信息映射为QAM符号。

FTN映射器：本模块根据信道质量参数选取合适的压缩因子，同时将QAM符号映射为FTN样值。

插入导频模块：用于在FTN的样值数据中插入基于Nyquist信令的导频。

成型滤波器：用于信号的成型脉冲，采用升余弦脉冲。

匹配滤波器：用于最大化输出信号的瞬时信噪比。

获取导频模块：用于从每帧信号中截取导频符号。

信道估计模块：用于实现接收信号的载波同步、位同步和噪声参数的估计。

去除导频模块：用于去除导频符号，同时获得传输数据。

均衡器：用于解调FTN信号，并从固定速率的样值中恢复出原始信息。

QAM解映射模块：用于获取QAM符号所对应的bit信息。

解交织器：用于从交织信息中恢复信息的原始序列。

LDPC译码器：用于从编码bit中恢复原始信息。

控制信道模块：用于将信道质量参数反馈给发送端。

上述各模块均为现有通信设备装置，在FTN通信方式下，技术人员均知晓如何设置使用，不再详述。

本实用新型提出的基于FTN映射的自适应编码调制系统的新型传输设备，发送端根据控制信道模块反馈的信道质量参数，选取合适的编码方案、调制阶数和压缩因子，同时信息经过编码、调制和映射模块实现数据到FTN样值的转换；导频插入模块采用传统的Nyquist信令，并将其插入FTN数据中；接收端分别包含信道估计模块和信号检测模块，信道估计模块为发送端和信号检测模块提供信道质量参量，信号检测模块包含LDPC译码和LMMSE均衡器，实现信号的迭代检测。

本实用新型工作时，所述FTN映射器4与传统奈奎斯特信令的导频模块连接；它实现了FTN信号与传统Nyqusit信号的无缝切换，同时克服了FTN信号的可变速率造成的信道估计不准确；所述信道估计模块与获取导频模块连接；它包含了载波同步技术、位同步技术以及噪声参数估计技术，通过控制信道将信道质量参数反馈给发送端。因此本实用新型的基于FTN映射的自适应编码调制系统的传输设备在传统自适应传输系统的基础上进一步提高了系统的传输效率，并且降低FTN所引入的信道估计复杂度。

上述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于FTN映射的自适应编码调制系统的传输设备，其特征是包括发送端和接收端，

发送端为：LDPC编码器(1)、发送端交织器(2)、发送端QAM映射器(3)、FTN映射器(4)、插入导频模块(5)和成型滤波器(6)依次连接；

接收端为：匹配滤波器(7)的输出分别连接获取导频模块(8)和去除导频模块(10)，获取导频模块(8)经信道估计模块(9)连接至均衡器(11)，去除导频模块(10)输出连接至均衡器(11)，均衡器(11)、QAM解映射模块(12)、解交织器(13)、LDPC译码器(14)、接收端交织器(15)和接收端QAM映射器(16)依次循环连接，LDPC译码器(14)的输出为传输设备的输出；

接收端中还设有控制信道模块(17)用于将信道质量参数反馈给发送端。

2.根据权利要求1所述的一种基于FTN映射的自适应编码调制系统的传输设备，其特征是信道估计模块(9)通过控制信道模块(17)将信道质量参数反馈给LDPC编码器(1)、发送端QAM映射器(3)和FTN映射器(4)。