TWI482440B - 具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統 - Google Patents
具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI482440B TWI482440B TW101140395A TW101140395A TWI482440B TW I482440 B TWI482440 B TW I482440B TW 101140395 A TW101140395 A TW 101140395A TW 101140395 A TW101140395 A TW 101140395A TW I482440 B TWI482440 B TW I482440B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- data
- module
- precoding
- matrix
- frequency domain
- Prior art date
Links
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
本發明係關於一種具有預編碼模組之通訊系統，尤其是具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統。
單載波頻域等化系統(Single Carrier Frequency Domain Equalizer，SC-FDE)本身存在著許多優點，除了對時間與頻率之同步較不敏感外，該SC-FDE系統之傳送端不需進行傅立葉轉換，故在傳送端的設計上具有較低的複雜度，且具有較低的峰均值功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)，特別適合應用於長期演進技術(Long Term Evolution，LTE)的上行端(Uplink)。
在2005年，由M.Ghogho等學者在IEEE Signal Process.Lett.發表之「Channel estimation and symbol detection for block transmission using data-dependent superimposed training」論文，提出一種資料相關性疊加訓練系統(Data-Dependent Superimposed Training，DDST)，該DDST系統亦為一種SC-FDE系統，有別於習知該SC-FDE系統，該DDST系統係於該發送端加入訓練序列(Training Sequence)，以藉此提升該DDST系統之接收端的通道估測準確度。
然而，該DDST系統之傳送端在將訓練序列加入該資料之前，會先移除該資料的資料相關項(data dependent term)，導致該DDST系統之接收端在接收該資料時，會產
生資料辨識問題(data identification problem，DIP)，使得位元錯誤率(Bit Error Rate，BER)上升。
因此，如何在改善該DDST系統之位元錯誤率的同時，一併維持該DDST系統之較低的峰均值功率比，且仍維持較低之運算複雜度，將是該DDST系統改良的一大重點。
本發明之主要目的係提供一種具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，該系統可改善習知資料相關性疊加訓練系統之位元錯誤率。
本發明之另一目的係提供一種具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，該系統可維持較低之峰均值功率比。
本發明之另一目的係提供一種具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，該系統可維持較低之運算複雜度。
為達到前述發明目的，本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，係包含一傳送端及一接收端，其中該傳送端包含：一調變模組，係接收一來源資料，並對該來源資料進行調變，以獲得一調變資料；一預編碼模組，係用以產生一預編碼矩陣及接收該調變資料，並以該預編碼矩陣對該調變資料進行預編碼，以獲得一預編碼資料，且該預編碼矩陣為一對角矩陣；一訓練序列插入模組，係接收該預編碼資料，並對該預編碼資料加入一訓練序列
，以獲得一訓練序列資料；一循環字首插入模組，係接收該訓練序列資料，並在該訓練序列資料中插入一循環字首，以獲得一循環字首資料；其中該接收端包含：一循環字首移除模組，係接收該循環字首資料，並在該循環字首資料中移除該循環字首，以獲得一前處理資料；一頻域等化模組，係接收該前處理資料，並對該前處理資料進行頻域等化操作，以獲得一頻域等化資料；及一資料偵測模組，係接收該頻域等化資料，並對該頻域等化資料進行解調，以獲得一輸出資料。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該預編碼矩陣滿足以下條件：D
(w i
-w j
)≠0,i
≠j
其中，D
代表該預編碼矩陣，w i
與w j
分別代表第i
個及第j
個調變資料的子群組。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該預編碼矩陣滿足以下條件：
其中，Q
代表調變資料的子群組的尺寸(subgroup size )，F Q
代表尺寸為Q
的快速傅立葉矩陣。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該預編碼矩陣為一么正矩陣，並滿足以下條件：D H D
=DD H
=I
,D -1
=D H
其中，D H
代表該預編碼矩陣的共軛轉置矩陣，I
代表單位矩陣。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該訓練序列插入模組係執行以下方程式：x
=z
-Jz
+c
其中，x
代表該訓練序列資料，z
代表該預編碼資料，Jz
代表一資料相關項，c
代表尺寸為N×1的訓練序列。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該頻域等化模組係包含一離散傅立葉轉換模組、一頻域等化器、一通道估測模組及一反離散傅立葉轉換模組；該離散傅立葉轉換模組係接收該前處理資料，並對該前處理資料進行離散傅立葉轉換，以獲得一轉換資料；該頻域等化器係接收該轉換資料，並對該轉換資料進行等化操作，以獲得一等化資料；該通道估測模組係接收該轉換資料，並以該轉換資料進行通道估測，以獲得一通道資料；該反離散傅立葉轉換模組係同時接收該等化資料及通道資料，並對該等化資料及通道資料進行反離散傅立葉轉換，以獲得該頻域等化資料。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該資料偵測模組包含一解預編碼模組、一解調模組、一再調變模組及一相關項加入模組；該解預編碼模組係用以產生一解預編碼矩陣，且接收該頻域等化資料及一相關項資料，並以該解預編碼矩陣對該頻域等化資料及相關項資料進行解預編碼，以獲得一解預編碼資料，其中，該解預編碼矩陣為該預編碼矩陣之反矩陣；該解調模組係用以接收該解預編碼資料，並對該解預編碼資料進行解調，以獲得一輸出資料；該再調變模組係接收該輸出資料，
並對該輸出資料進行調變，以獲得一再調變資料；該相關項加入模組係接收該再調變資料，並在該再調變資料中加入該資料相關項，以獲得該相關項資料。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖所示，本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統係包含一傳送端1及一接收端2，該傳送端1係用以傳送資料至該接收端2。
該傳送端1包含一調變模組11、一預編碼模組12、一訓練序列插入模組13及一循環字首插入模組14。
該調變模組11係接收一來源資料，並對該來源資料進行調變，以獲得一調變資料。該調變模組11之調變方式可為任何習知通訊調變，例如PSK(Phase Shift Keying)調變或QAM(Quadrature Amplitude Modulation)調變等。
該預編碼模組12係用以產生一預編碼矩陣及接收該調變資料，並以該預編碼矩陣對該調變資料進行預編碼，以獲得一預編碼資料。該預編碼資料可由以下方程式表示：z
=Dw
(1)
其中，z
代表該預編碼資料，D
代表該預編碼矩陣，w
代表該調變資料。
在本實施例中，該預編碼矩陣為一對角矩陣(diagonal matrix)。當該預編碼矩陣為一對角矩陣時，由於該對角矩
陣之矩陣元素在對角線外皆為0，因此當該調變資料經由該對角矩陣進行預編碼而得到該預編碼資料後，該預編碼資料可相互結合(combine)，以維持系統之較低的峰均值功率比。此外，由於該對角矩陣之反矩陣的運算較為容易，當該接收端2欲進行解預編碼時，可具有較低之運算複雜度。
為了改善資料辨識問題，該預編碼矩陣除了為對角矩陣外，較佳滿足以下條件：D
(w i -w j
)≠0,i
≠j
(2)
其中，w i
與w j
分別代表第i
個及第j
個調變資料的子群組。
另，為了在單載波系統中維持頻域多樣性(diversity)的優點，該預編碼矩陣較佳滿足以下條件：
其中，Q
代表調變資料的子群組的尺寸(subgroup size )，F Q
代表尺寸為Q
的快速傅立葉矩陣。
此外，為了能輕易算出該預編碼矩陣之反矩陣，以降低系統的運算複雜度，該預編碼矩陣較佳為一么正矩陣(unitary matrix)，且滿足以下條件：D H D
=DD H
=I
,D -1
=D H
(4)
其中，D H
代表該預編碼矩陣的共軛轉置矩陣，I
代表單位矩陣。
該訓練序列插入模組13係接收該預編碼資料，並對該預編碼資料加入一訓練序列，以獲得一訓練序列資料。
該訓練序列插入模組13之執行狀況，可由以下方程式表示：x
=z
-Jz
+c
=(I
-J
)z
+c
(5)
其中，x
代表該訓練序列資料，Jz
代表一資料相關項，c
代表尺寸為N×1的訓練序列。在本實施例中，該訓練序列之種類並不設限，可為一Zadoff-Chu序列或一chirp序列。
該循環字首插入模組14係接收該訓練序列資料，並在該訓練序列資料中插入一循環字首，以獲得一循環字首資料。
當該傳送端1接收該來源資料後，可經由該傳送端1所包含之各個模組執行調變、預編碼及插入循環字首等操作，並獲得該循環字首資料，該循環字首資料再由該傳送端1透過一傳輸通道傳輸至該接收端2，以進行資料的補償與解調。其中，該接收端2包含一循環字首移除模組21、一頻域等化模組22及一資料偵測模組23。
該循環字首移除模組21係接收該循環字首資料，並在該循環字首資料中移除該循環字首，以獲得一前處理資料。
該頻域等化模組22係接收該前處理資料，並對該前處理資料進行頻域等化操作，以獲得一頻域等化資料。
在本實施例中，該頻域等化模組22係包含一離散傅立葉轉換模組221、一頻域等化器222、一通道估測模組223及一反離散傅立葉轉換模組224。
該離散傅立葉轉換模組221係接收該前處理資料，並對該前處理資料進行離散傅立葉轉換，以獲得一轉換資料；該頻域等化器222係接收該轉換資料，並對該轉換資料進行等化操作，以獲得一等化資料；該通道估測模組223係接收該轉換資料，並以該轉換資料進行通道估測，以獲得一通道資料；該反離散傅立葉轉換模組224係同時接收該等化資料及通道資料，並對該等化資料及通道資料進行反離散傅立葉轉換，以獲得該頻域等化資料。
該資料偵測模組23係接收該頻域等化資料，並對該頻域等化資料進行解調，以獲得一輸出資料。
在本實施例中，該資料偵測模組23係為一遞迴運算系統，並包含一解預編碼模組231、一解調模組232、一再調變模組233及一相關項加入模組234。
該解預編碼模組231係用以產生一解預編碼矩陣，且接收該頻域等化資料及一相關項資料，並以該解預編碼矩陣對該頻域等化資料及相關項資料進行解預編碼，以獲得一解預編碼資料。其中，該解預編碼矩陣為該預編碼矩陣之反矩陣。
進一步而言，由於該預編碼模組12之預編碼矩陣為一對角矩陣，故該預編碼矩陣之反矩陣可輕易計算得知，可降低該解預編碼模組231之運算複雜度。
該解調模組232係用以接收該解預編碼資料，並對該解預編碼資料進行解調，以獲得一輸出資料。該解調模組232之解調方式可為任何習知通訊解調，較佳為對應該調變模組11之解調方式，以確保該解預編碼資料可正確解調
。
該再調變模組233係接收該輸出資料，並對該輸出資料進行調變，以獲得一再調變資料。該再調變模組233之調變方式可為任何習知通訊調變，較佳與該調變模組11之調變方式相同。
該相關項加入模組234係接收該再調變資料，並在該再調變資料中加入該資料相關項，以獲得該相關項資料。其中，該資料相關項係為該訓練序列插入模組13所移除之資料相關項。
更詳言之，由於該傳送端1之訓練序列插入模組13在插入訊練序列前，已先移除了該資料相關項，而該資料相關項的移除，可能會導致該接收端2之資料偵測模組23在進行資料偵測時，產生資料辨識問題。故當該資料偵測模組23包含該相關項加入模組234，並進行遞迴運算時，可進一步改善資料辨識問題，並獲得較正確之該輸出資料。其中，該遞迴運算的次數在此並不設限。在本實施例中，由於該預編碼模組12的設置，已可降低該資料辨識問題，故當該資料偵測模組23之遞迴運算次數為2次時，即可得到較準確之該輸出資料。
請參照第2及3圖所示，其係本發明與習知資料相關性疊加訓練系統之效能比較圖。其中，本發明之模擬結果以A線表示，習知資料相關性疊加訓練系統以B線表示。該第2及3圖之操作條件係選擇一QPSK調變，且該來源資料之區塊長度(block length)及子群組長度(subgroup length)分別為64及8。
由第2圖可知，本發明與習知資料相關性疊加訓練系統之峰均值功率比相當接近，即使本發明具有該預編碼模組12，仍能維持相似之該峰均值功率比。
由第3圖可知，本發明在位元錯誤率的表現上優於習知資料相關性疊加訓練系統，因此，可知在加入該預編碼模組12後，確實可降低該位元錯誤率。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，可利用該預編碼模組12對來源資料進行預編碼，並具有降低位元錯誤率功效。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，在利用該預編碼模組12對來源資料進行預編碼的同時，對整體系統的峰均值功率比並無太大影響，具有維持較低之峰均值功率比功效。
本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，該預編碼模組12之預編碼矩陣為對角矩陣，且更進一步可為么正矩陣，無論是對角矩陣或么正矩陣，在計算反矩陣時皆具有較低的運算複雜度，具有維持較低之運算複雜度功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
〔本發明〕
1‧‧‧傳送端
11‧‧‧調變模組
12‧‧‧預編碼模組
13‧‧‧訓練序列插入模組
14‧‧‧循環字首插入模組
2‧‧‧接收端
21‧‧‧循環字首移除模組
22‧‧‧頻域等化模組
221‧‧‧離散傅立葉轉換模組
222‧‧‧頻域等化器
223‧‧‧通道估測模組
224‧‧‧反離散傅立葉轉換模組
23‧‧‧資料偵測模組
231‧‧‧解預編碼模組
232‧‧‧解調模組
233‧‧‧再調變模組
234‧‧‧相關項加入模組
第1圖：本發明之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統架構圖。
第2圖：本發明與習知技術之峰均值功率比的比較圖。
第3圖：本發明與習知技術之位元錯誤率的比較圖。
1‧‧‧傳送端
11‧‧‧調變模組
12‧‧‧預編碼模組
13‧‧‧訓練序列插入模組
14‧‧‧循環字首插入模組
2‧‧‧接收端
21‧‧‧循環字首移除模組
22‧‧‧頻域等化模組
221‧‧‧離散傅立葉轉換模組
222‧‧‧頻域等化器
223‧‧‧通道估測模組
224‧‧‧反離散傅立葉轉換模組
23‧‧‧資料偵測模組
231‧‧‧解預編碼模組
232‧‧‧解調模組
233‧‧‧再調變模組
234‧‧‧相關項加入模組
Claims (7)
- 一種具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，係包含一傳送端及一接收端，其中該傳送端包含：一調變模組，係接收一來源資料，並對該來源資料進行調變，以獲得一調變資料；一預編碼模組，係用以產生一預編碼矩陣及接收該調變資料，並以該預編碼矩陣對該調變資料進行預編碼，以獲得一預編碼資料，其中該預編碼矩陣為一對角矩陣；一訓練序列插入模組，係接收該預編碼資料，並對該預編碼資料加入一訓練序列，以獲得一訓練序列資料；一循環字首插入模組，係接收該訓練序列資料，並在該訓練序列資料中插入一循環字首，以獲得一循環字首資料；其中該接收端包含：一循環字首移除模組，係接收該循環字首資料，並在該循環字首資料中移除該循環字首，以獲得一前處理資料；一頻域等化模組，係接收該前處理資料，並對該前處理資料進行頻域等化操作，以獲得一頻域等化資料；及一資料偵測模組，係接收該頻域等化資料，並對該頻域等化資料進行解調，以獲得一輸出資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該預編碼矩陣滿足以下條件：D (w i -w j )≠0,i ≠j 其中，D 代表該預編碼矩陣，w i 與w j 分別代表第i 個及第j 個調變資料的子群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該預編碼矩陣滿足以下條件：
- 如申請專利範圍第1項所述之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該預編碼矩陣為一么正矩陣，並滿足以下條件：D H D =DD H =I ,D -1 =D H 其中，D H 代表該預編碼矩陣的共軛轉置矩陣，I 代表單位矩陣。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該訓練序列插入模組係執行以下方程式：x =z -Jz +c 其中，x 代表該訓練序列資料，z 代表該預編碼資料，Jz 代表一資料相關項，c 代表尺寸為N×1的訓練序列。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該頻域等化模組係包含一離散傅立葉轉換模組、一頻域等化器、一通道估測模組及 一反離散傅立葉轉換模組；該離散傅立葉轉換模組係接收該前處理資料，並對該前處理資料進行離散傅立葉轉換，以獲得一轉換資料；該頻域等化器係接收該轉換資料，並對該轉換資料進行等化操作，以獲得一等化資料；該通道估測模組係接收該轉換資料，並以該轉換資料進行通道估測，以獲得一通道資料；該反離散傅立葉轉換模組係同時接收該等化資料及通道資料，並對該等化資料及通道資料進行反離散傅立葉轉換，以獲得該頻域等化資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統，其中該資料偵測模組包含一解預編碼模組、一解調模組、一再調變模組及一相關項加入模組；該解預編碼模組係用以產生一解預編碼矩陣，且接收該頻域等化資料及一相關項資料，並以該解預編碼矩陣對該頻域等化資料及相關項資料進行解預編碼，以獲得一解預編碼資料，其中，該解預編碼矩陣為該預編碼矩陣之反矩陣；該解調模組係用以接收該解預編碼資料，並對該解預編碼資料進行解調，以獲得一輸出資料；該再調變模組係接收該輸出資料，並對該輸出資料進行調變，以獲得一再調變資料；該相關項加入模組係接收該再調變資料，並在該再調變資料中加入該資料相關項，以獲得該相關項資料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101140395A TWI482440B (zh) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101140395A TWI482440B (zh) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201417515A TW201417515A (zh) | 2014-05-01 |
| TWI482440B true TWI482440B (zh) | 2015-04-21 |
Family
ID=51293996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW101140395A TWI482440B (zh) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI482440B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7433419B2 (en) * | 2003-10-27 | 2008-10-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | ICI cancellation method for an OFDM system |
| US20090074093A1 (en) * | 2005-12-27 | 2009-03-19 | Seung Hee Han | Apparatus for transmitting data using carriers and method thereof |
-
2012
- 2012-10-31 TW TW101140395A patent/TWI482440B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7433419B2 (en) * | 2003-10-27 | 2008-10-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | ICI cancellation method for an OFDM system |
| US20090074093A1 (en) * | 2005-12-27 | 2009-03-19 | Seung Hee Han | Apparatus for transmitting data using carriers and method thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Kuei-Cheng Chan, etc. "Investigation on Data Identification Problem for Data-Dependent Superimposed Training" Vehicular Technology Conference, May, 2012. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201417515A (zh) | 2014-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9362995B2 (en) | Transmitter apparatus, receiver apparatus, communication system, communication method, and integrated circuit | |
| JP4702883B2 (ja) | 送信装置、受信装置、ｍｉｍｏ−ｏｆｄｍ通信システム及びｍｉｍｏ−ｏｆｄｍ通信システムにおけるｉｑインバランス補償方法 | |
| US9276654B2 (en) | Transmitter and signal transmitting method thereof | |
| CN101471912B (zh) | 发送设备、发送/接收设备、发送方法和发送/接收方法 | |
| US11140017B2 (en) | Data transmission method and apparatus | |
| US20140072307A1 (en) | Channel Estimation for Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing Systems | |
| CN105814855A (zh) | 超Nyquist发送系统中的预编码 | |
| WO2010053059A1 (ja) | 無線通信装置及び方法 | |
| US20080084943A1 (en) | Apparatus and method for estimating channels in mobile communication system by using hidden pilots | |
| WO2009081820A1 (ja) | 無線通信システム、受信装置及び受信方法 | |
| CN104272691A (zh) | 支持高级无线接收器的信令以及相关设备和方法 | |
| Cheng et al. | Widely linear processing in MIMO FBMC/OQAM systems | |
| TWI446770B (zh) | 具備資料相關性疊加訓練機制的通訊系統及其通訊方法 | |
| EP3146690B1 (en) | Method and apparatus for recovering time-domain hybrid modulated qam signals | |
| WO2017016342A1 (zh) | 一种多用户信息传输的调制方法、解调方法及装置 | |
| KR102204393B1 (ko) | 무선랜 단말기의 구동 방법 | |
| Qasem et al. | Precoded IM‐OFDM‐SS for Underwater Acoustic Communication | |
| US10637707B2 (en) | Modem performing modulation or demodulation based on length of burst in data packet, and method performed by the modem | |
| JP6013473B2 (ja) | Ｗｌａｎ標準で使用するｈｔ−ｓｉｇフィールドの復調方法 | |
| US10425256B2 (en) | Methods and systems for interference mitigation in a dual-polarized communication system | |
| WO2010146774A1 (ja) | 無線通信装置、無線通信システムおよび通信方法 | |
| TWI482440B (zh) | 具有預編碼模組之資料相關性疊加訓練系統 | |
| CN102694587B (zh) | 一种用于sm-ofdm系统中的非相干检测方法 | |
| CN112544046B (zh) | 用于发送解调参考信号的装置和方法 | |
| JP2008252301A (ja) | 無線通信装置及び送信方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |