專利名稱：一種利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)fbmc系統(tǒng)的均衡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字通信領(lǐng)域，涉及FBMC通信系統(tǒng)均衡算法的方法，尤其涉及一種利 用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法。
背景技術(shù)：
多載波調(diào)制技術(shù)MCM適用于多種通信方式，例如無(wú)線電射頻通信、光通信等，特別 適用于高速數(shù)據(jù)的傳輸。多載波技術(shù)通過(guò)把數(shù)據(jù)分散到許多子載波上，大大降低了各子載 波的符號(hào)速率，因此具有頻譜利用率很高、頻譜效率比串行系統(tǒng)高、抗多徑干擾與頻率選擇 性衰落能力強(qiáng)等特點(diǎn)。傳統(tǒng)OFDM是常用的多載波調(diào)制技術(shù)之一，能夠有效抗信道多徑衰落 及脈沖干擾。隨著大規(guī)模集成電路、信道自適應(yīng)技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，OFDM技術(shù)逐漸 從理論走向?qū)嶋H應(yīng)用。作為高速雙向無(wú)線數(shù)據(jù)通信的最佳實(shí)現(xiàn)方式之一，OFDM技術(shù)已經(jīng)成 為BeyOnd3G、4G、802. 16等通信系統(tǒng)中關(guān)注的焦點(diǎn)技術(shù)之一。另外，由于OFDM系統(tǒng)可以靈活 地選擇適合的子載波進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的頻域資源分配，使OFDM在認(rèn)知無(wú)線電上的應(yīng)用 也引起了人們的注意。但是，0FDM存在一些固有的缺點(diǎn)，例如，它對(duì)子載波間的干擾(ICI) 非常敏感。同時(shí)，循環(huán)前綴不僅降低了頻譜效率，并且在快時(shí)變多徑信道中，循環(huán)前綴也會(huì) 失去作用，結(jié)果是產(chǎn)生符號(hào)間的干擾(ISI)。為了克服0FDM系統(tǒng)的上述缺點(diǎn)，Saltzberg提出了基于濾波器組的多載波通信技 術(shù)FBMC(濾波器組多載波，F(xiàn)ilter Bank Multi-carrier)，他建議采用一種特殊的正交幅度 調(diào)制技術(shù)。FBMC(濾波器組多載波，F(xiàn)ilter Bank Multi-carrier)作為一種多載波技術(shù)，它 的主要特點(diǎn)是在頻域子載波可被設(shè)計(jì)成最優(yōu)的，擁有很好的頻譜抑制能力。由于有足夠的 阻帶衰減，只有相鄰的子信道可能會(huì)引起載波間干擾。FBMC(濾波器組多載波，F(xiàn)ilter Bank Multi-carrier)的主要實(shí)現(xiàn)方式是0FDM/0QAM，它與傳統(tǒng)的OFDM相比，最本質(zhì)的區(qū)別在于 擁有更有效的脈沖成形濾波從而得到更好的時(shí)頻局部特性。而好的時(shí)頻局部特性是指成形 濾波函數(shù)在時(shí)頻平面表現(xiàn)為緊支撐集，即時(shí)頻平面中每個(gè)格子處的成形函數(shù)有較少能量擴(kuò) 展到附近格子，那么在傳輸信號(hào)時(shí)不需要插入循環(huán)前綴就可以有效一步優(yōu)化系統(tǒng)的性能。一、建立FBMC系統(tǒng)模型，定義FBMC系統(tǒng)參數(shù)1FBMC系統(tǒng)的連續(xù)時(shí)間表達(dá)FBMC系統(tǒng)的基帶傳輸信號(hào)表示為 其中，K = 2M為子載波個(gè)數(shù)，0 = 1/T0 = 1/2 x 0為子載波頻率間隔，p為實(shí)偶脈 沖波形函數(shù)，禮， =對(duì)《 +昀/2-皿m為附加相位。am,n由發(fā)送信號(hào)的QAM調(diào)制符號(hào)cm,n的實(shí) 部和虛部構(gòu)成， 由(1)可得，對(duì)于相鄰兩子載波，附加相位仏的存在導(dǎo)致前面一個(gè)的虛部以及后 面一個(gè)的實(shí)部會(huì)在時(shí)域有^的偏移。因此，F(xiàn)BMC系統(tǒng)傳輸?shù)氖瞧频腝AM調(diào)制符號(hào)，這也 是FBMC的由來(lái)。發(fā)射信號(hào)還可以看作基函數(shù)擴(kuò)展，式(1)可以寫成另一種形式， 其中，yffl,n(t)為發(fā)射基函數(shù)，7m, 0如果發(fā)射基函數(shù)滿足正交性，那么在理想傳輸信道下，發(fā)送符號(hào)在接收端可以被 完全恢復(fù)出來(lái)，即 由于， 減小ICI/ISI的影響。由于不需要插入循環(huán)前綴，因此FBMC (濾波器組多載波， Filter Bank Multi-carrier)系統(tǒng)比OFDM系統(tǒng)具有更高的譜效率。在無(wú)線信道中，由于多徑效應(yīng)而導(dǎo)致的ISI會(huì)使被傳輸?shù)男盘?hào)發(fā)生形變，從而在 接收時(shí)產(chǎn)生誤碼.ISI被認(rèn)為是在無(wú)線移動(dòng)通信信道中傳輸高速率數(shù)據(jù)時(shí)的主要障礙，而 均衡正是對(duì)付碼間干擾的一項(xiàng)技術(shù)。在FBMC系統(tǒng)中，存在由于子載波問(wèn)的正交性遭到破壞 而產(chǎn)生的子載波間干擾(Inter-carrier Interference, ICI)，ICI的存在使FBMC系統(tǒng)的固 有優(yōu)勢(shì)不再存在，因此有必要采用一定的均衡技術(shù)來(lái)消除ICI，提高系統(tǒng)性能。因此，如何抑 制FBMC系統(tǒng)的誤碼率成為實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前FBMC系統(tǒng)的均衡的算法主要有迫零算法(ZF)、最小均方誤差算法(MMSE)、最 大似然算法(ML)等。其中，ML算法雖然具有很好的譯碼性能，但是在高階調(diào)制或者發(fā)送天 線數(shù)目較多時(shí)計(jì)算復(fù)雜度太高，因此產(chǎn)生了球形譯碼算法。SD算法譯碼性能在眾多算法中 最接近ML算法，并且計(jì)算復(fù)雜度相對(duì)ML算法較小，適應(yīng)實(shí)時(shí)性要求較高的無(wú)線通信，從而 成為近期研究的熱點(diǎn)。但在系統(tǒng)白噪聲太大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致算法的計(jì)算復(fù)雜度的增大。由此可見(jiàn)，尋找新的方法解決球譯碼算法復(fù)雜度問(wèn)題對(duì)FBMC技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng) 用，尤其是在移動(dòng)與無(wú)線通信中的應(yīng)用具有重要意義。如果能有效降低FBMC信號(hào)的球譯碼 算法復(fù)雜度，F(xiàn)BMC技術(shù)將擁有十分廣闊的應(yīng)用前景。鑒于以上考慮，本發(fā)明提供了一種降低FBMC系統(tǒng)的球譯碼算法復(fù)雜度的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC(濾波器組多載波，
系統(tǒng)的均衡的方法，具 體是對(duì)球譯碼算法改進(jìn)降低球譯碼算法復(fù)雜度的方法。一種利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法，包括通過(guò)建立FBMC系統(tǒng) 模型，定義FBMC系統(tǒng)參數(shù)對(duì)影響FBMC系統(tǒng)的均衡算法性能的主要因素的分析，改進(jìn)球譯碼 算法，對(duì)算法進(jìn)行仿真試驗(yàn)并比較，分析仿真結(jié)果；采用精確求解整數(shù)最小均方距離方法， 可以降低系統(tǒng)的球譯碼算法復(fù)雜度，進(jìn)其中S為Kronecker Delt函數(shù)。從上式可以看出， 信號(hào)的正交性是通過(guò)設(shè)計(jì)成形濾波器的脈沖波形P來(lái)實(shí)現(xiàn)。只要P為實(shí)偶函數(shù)，就可以保 證基函數(shù)Ym,n(t)的正交性。
2FBMC系統(tǒng)的離散時(shí)間表達(dá)上節(jié)所描述的模型為連續(xù)時(shí)間模型。但是在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用離散時(shí)間模型。 這里包括了成形濾波器和發(fā)送信號(hào)的離散時(shí)間模型。已知FBMC系統(tǒng)的采樣時(shí)間
。長(zhǎng)度為L(zhǎng)的成形濾波器的離散形式p (k)為 由式(1)，得到發(fā)送信號(hào)s(t)的離散形式為 其中
丁 的離散傅立葉變換。從式⑷可以看出，F(xiàn)BMC系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)中可以先快速反Fourier變換得到Am,n，與成 形濾波器移位序列相乘得到最終發(fā)送信號(hào)。
二、FBMC系統(tǒng)的球譯碼算法復(fù)雜度的研究所述改進(jìn)球譯碼算法是指通過(guò)降低球譯碼算法復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡，包 括以下步驟1). FBMC系統(tǒng)的均衡的定義在時(shí)變多徑信道條件下，F(xiàn)BMC系統(tǒng)的接收機(jī)輸入端一般包含符號(hào)間干擾和載波間 干擾，而不理想的同步與信道估計(jì)會(huì)進(jìn)一步加重干擾的影響，從而需要進(jìn)行接收端均衡，均 衡就是補(bǔ)償多徑信道引起的碼間干擾。2).通過(guò)概率估算法降低球譯碼算法復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法基于改進(jìn)球譯碼算法降低球譯碼算法復(fù)雜度的基本原理，球譯碼算法屬于FBMC 的信道均衡技術(shù)，它可以有效降低誤碼率，但在系統(tǒng)白噪聲太大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致算法的計(jì)算復(fù)雜 度的增大。針對(duì)這些我們提出了對(duì)球譯碼算法改進(jìn)，基本思想是在球譯碼算法的第k步迭 代中，通過(guò)精確求解整數(shù)最小均方距離，以致所帶來(lái)的復(fù)雜度減小值大于求解帶來(lái)的復(fù)雜 度增加值。它不但有效降低了 FBMC系統(tǒng)的誤碼率，而且降低了算法的復(fù)雜度。但精確求解d' ^LB^1'彡| |zk:M-Rk:M,K:Mbk:M| |2雖然有助于減小球譯碼的復(fù)雜度， 但其本身也是一個(gè)整數(shù)最小均方問(wèn)題，故精確求解d' ^LB^1'彡| zk:M-Rk:M,K:Mbk:Ml I2所帶 來(lái)的復(fù)雜度增加值一般不會(huì)小于其得到的復(fù)雜度減小值。根據(jù)上述推理，本發(fā)明提出一種 概率估算d' LLB"彡| zk:M-Rk:M,K:Mbk:Ml I2的方法，該方法不增加計(jì)算帶來(lái)的運(yùn)算復(fù)雜度， 卻能夠減小球譯碼算法本身的復(fù)雜度。在經(jīng)典球譯碼算法的第K步迭代中，計(jì)算式
的計(jì)算等價(jià)為計(jì)算下式
為
因此，若對(duì)于任意的b，能夠求解d' 2 ^ | zk:M-Rk:M,k:Mbk:Ml I2第二加數(shù)的一個(gè)下界
LB0"1)，即存在 則求解d' 2 彡 | zk:M-Rk:M,k:Mbk:il 2+ IzLH-RimHbkH-RmubkJ 2 式即可變?yōu)榍蠼庀率絛' [LB05-1)彡 | |zk:M-Rk:M,K:Mbk:M| |2顯然，d'2 彡 | Zk:M_Rk:M，k:Mbk:M I I +I I Z1:k-l_Rl:k-1，1: k-ibiI2式的向量 b的數(shù)量不超過(guò)滿足d' ^LB^1'彡| zk:M-Rk:M,K:Mbk:Ml I2的向量b的數(shù)量，因此，計(jì)算d ' 2-LB(h)彡 | zk:M-Rk:M,K:Mbk:Ml I2 可減小 d ‘ 2 彡 | zk:M-Rk:M,
Hbm-Rmmbk:!!! 2式中的取值，從而降低球譯碼算法的復(fù)雜度。
同時(shí)LB05—1)越大，加速球譯碼的復(fù)雜度也越小。三、對(duì)算法進(jìn)行仿真試驗(yàn)并進(jìn)行比較
本發(fā)明通過(guò)matlab仿真試驗(yàn)來(lái)分析改進(jìn)后球譯碼算法對(duì)減小FBMC系統(tǒng)的誤碼率 和算法復(fù)雜度。本實(shí)驗(yàn)在構(gòu)建的FBMC系統(tǒng)下進(jìn)行，仿真中采用QPSK調(diào)制，取g(t)為滾降
Y2
系數(shù)為0. 25的根升余弦濾波器，載波總數(shù)N = 64，門限77 = ^_，載波塊長(zhǎng)|1= 32。信道為
等功率分布的3徑瑞利隨機(jī)時(shí)變信道信道，多普勒頻移為載波塊長(zhǎng)的1%。本發(fā)明對(duì)在不同信噪比下改進(jìn)后球譯碼算法與改進(jìn)前球譯碼算法的誤碼率和復(fù) 雜度進(jìn)行分析，在有噪聲干擾情況下改進(jìn)后球譯碼算法較球譯碼算法很大程度上改善了算 法的復(fù)雜度。隨著信噪比的增大，改善的效果越來(lái)越明顯。改進(jìn)后球譯碼算法在降低算法 復(fù)雜度的同時(shí)，算法對(duì)信道均衡的性能沒(méi)有。四、分析仿真結(jié)果計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，改進(jìn)球譯碼均衡算法明顯優(yōu)于迫零算法，改進(jìn)球譯碼算法 在顯著降低算法復(fù)雜的同時(shí)，性能損失較小。本發(fā)明對(duì)FBMC系統(tǒng)的均衡算法復(fù)雜度問(wèn)題展開(kāi)了研究，通過(guò)改進(jìn)球譯碼算法降 低了 FBMC的均衡算法復(fù)雜度并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。從仿真結(jié)果可以看出，改進(jìn)的球 譯碼算法可以在保持譯碼性能的同時(shí)有效的減少計(jì)算復(fù)雜度，這樣可以提高FBMC系統(tǒng)的 性能。本發(fā)明所述改進(jìn)球譯碼算法特別在信噪比較小時(shí)更具有優(yōu)越性。由于計(jì)算量的減少， 該算法也更能滿足現(xiàn)代通信對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)處理的要求，從而具有很好的發(fā)展前景。


圖1是本發(fā)明一種利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法的步驟流程 2在不同信噪比下改進(jìn)后球譯碼算法與改進(jìn)前球譯碼算法對(duì)比圖3在不同信噪比下算法的誤碼率，并與迫零算法的性能進(jìn)行比較
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例來(lái)介紹本發(fā)明的具體實(shí)施過(guò)程。圖1為本發(fā)明的步驟流程圖，如圖所示，本發(fā)明一種利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn) FBMC系統(tǒng)的均衡的方法包括以下步驟一、建立FBMC系統(tǒng)模型，定義FBMC系統(tǒng)參數(shù)IFBMC系統(tǒng)的連續(xù)時(shí)間表達(dá)FBMC系統(tǒng)的基帶傳輸信號(hào)表示為 其中，K = 2M為子載波個(gè)數(shù)，F(xiàn)0 = 1/T0 = 1/2 τ 0為子載波頻率間隔，ρ為實(shí)偶脈 沖波形函數(shù)，+為附加相位。am,n由發(fā)送信號(hào)的QAM調(diào)制符號(hào)cm,n的實(shí) 部和虛部構(gòu)成，發(fā)射信號(hào)還可以看作基函數(shù)擴(kuò)展，式(1)可以寫成另一種形式， 其中，yffl,n(t)為發(fā)射基函數(shù) 如果發(fā)射基函數(shù)滿足正交性，那么在理想傳輸信道下，發(fā)送符號(hào)在接收端可以被 完全恢復(fù)出來(lái)，即 由于， 其中δ為Kronecker Delt函數(shù)。從上式可以看出，信號(hào)的正交性是通過(guò)設(shè)計(jì)成 形濾波器的脈沖波形P來(lái)實(shí)現(xiàn)。只要P為實(shí)偶函數(shù)，就可以保證基函數(shù)Ym,n(t)的正交性。2FBMC系統(tǒng)的離散時(shí)間表達(dá)上節(jié)所描述的模型為連續(xù)時(shí)間模型。但是在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用離散時(shí)間模型。 這里包括了成形濾波器和發(fā)送信號(hào)的離散時(shí)間模型。已知FBMC系統(tǒng)的采樣時(shí)間Ts = 1/ (2MF0) = T0/(2M) = τ(ι/Μ。長(zhǎng)度為L(zhǎng)的成形濾波器的離散形式ρ (k)為 由式(1)，得到發(fā)送信號(hào)s(t)的離散形式為 令(免-二於，Ts= 1 其中0 < m < M-I，Am,n為(1丁的離散傅立葉變換。
m,n
二、通過(guò)改進(jìn)球譯碼算法降低球譯碼算法復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡在時(shí)變多徑信道條件下，F(xiàn)BMC系統(tǒng)的接收機(jī)輸入端一般包含符號(hào)間干擾和載波間 干擾，而不理想的同步與信道估計(jì)會(huì)進(jìn)一步加重干擾的影響，從而需要進(jìn)行接收端均衡，均 衡就是補(bǔ)償多徑信道引起的碼間干擾。通過(guò)概率估算d' Llb(H)彡I |zk:M-Rk:M,K:Mbk:M| I2的方法降低球譯碼算法復(fù)雜度實(shí) 現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡。在經(jīng)典球譯碼算法的第K步迭代中，計(jì)算式 的計(jì)算等價(jià)為計(jì)算下式 而滿足 因此，若對(duì)于任意的b，能夠求解d' 2彡I zk:M-Rk:M,k:Mbk:il I2第二加數(shù)的一個(gè)下界 LB(H),即存在 I I Zl:k—l_Rl:k—l，l:k—lbi:k—l，l:k—l_Rl:k—1，k:Mbk:M I I ^ LB則求解d' 2 彡 I |zk:M-Rk:m,k:Mbk:M| |2+| IzLH-RimHbLH-RmubkJ I2 式即可變?yōu)榍蠼庀率絛' [LB(H)彡 I |Zk:M-Rk:M,K:Mbk:M| I2顯然，d'2 彡 I
Zk:M_Rk:M，k:Mbk:M I I +I I Z1: k-l_Rl: k-1，1: k-ibiI2式的向量
b的數(shù)量不超過(guò)滿足d' Llb(H)彡ι zk:M-Rk:M,K:Mbk:Ml I2的向量b的數(shù)量，因此，計(jì)算d ‘ [LB(H) ^ I |zk:M-Rk:M,K:Mbk:M| I2 可減小 d ‘ 2 ^ | zk:M-Rk:M,
k:Mbk:M| I2+1 Z1
^b1.^1-R1.k_ljk:Mbk:M I2式中的取值，從而降低球譯碼算法的復(fù)雜度。 同時(shí)LB05—1)越大，加速球譯碼的復(fù)雜度也越小。該方法不增加計(jì)算帶來(lái)的運(yùn)算復(fù)雜度，卻能 夠減小球譯碼算法本身的復(fù)雜度。三、對(duì)算法進(jìn)行仿真試驗(yàn)并進(jìn)行比較本發(fā)明主要通過(guò)matlab仿真試驗(yàn)來(lái)分析改進(jìn)后球譯碼算法對(duì)減小FBMC系統(tǒng)的誤 碼率和算法復(fù)雜度。本實(shí)驗(yàn)在構(gòu)建的FBMC系統(tǒng)下進(jìn)行，仿真中采用QPSK調(diào)制，取g(t)為
滾降系數(shù)為0. 25的根升余弦濾波器，載波總數(shù)N = 64，門限/； = _「載波塊長(zhǎng)M = 32。信
4 ,
道為等功率分布的3徑瑞利隨機(jī)時(shí)變信道信道，多普勒頻移為載波塊長(zhǎng)的1 %。我們主要分 析了在不同信噪比下改進(jìn)后球譯碼算法與改進(jìn)前球譯碼算法的誤碼率和復(fù)雜度。
1改進(jìn)前后球譯碼算法的復(fù)雜度試驗(yàn)中采用的信噪比為6、7、8、9、10、11和12dB。圖2為不同信噪比下經(jīng)典球譯碼
算法與改進(jìn)球譯碼算法比較。從圖中我們可以看出，在有噪聲干擾情況下改進(jìn)后球譯碼算 法較球譯碼算法很大程度上改善了算法的復(fù)雜度。隨著信噪比的增大，改善的效果越來(lái)越 明顯。在信噪比為6dB的情況下，經(jīng)典球譯碼算法復(fù)雜度指數(shù)為7. 2，而改進(jìn)的球譯碼算法 復(fù)雜度指數(shù)為5. 2，而信噪比為SdB時(shí)，經(jīng)典球譯碼算法復(fù)雜度指數(shù)為6， 而改進(jìn)的球譯碼算 法復(fù)雜度指數(shù)為4，復(fù)雜度指數(shù)降低了 2。因此，可知改進(jìn)后的經(jīng)典球譯碼算法復(fù)雜度較球 譯碼算法復(fù)雜度指數(shù)有顯著而穩(wěn)定的降低。
2信噪比對(duì)誤碼率的影響試驗(yàn)中采用的信噪比為6、7、8、9、10、11和12dB。圖3為不同信噪比下經(jīng)典球譯碼 算法，概率改進(jìn)球譯碼算法和迫零算法比較。從圖中我們可以看出，在有噪聲干擾情況下球 譯碼算法和改進(jìn)后球譯碼算法較迫零算法都很大程度上改善了 FBMC系統(tǒng)的誤碼率。隨著 信噪比的增大，改善的效果越來(lái)越明顯。在信噪比為6dB的情況下，信號(hào)的誤碼率為10_2， 而信噪比為SdB時(shí)的誤碼率減小到了近10_3，降低了近10倍。但是同時(shí)通過(guò)對(duì)圖2比較可 知，改進(jìn)后球譯碼算法在降低算法復(fù)雜度的同時(shí)，算法對(duì)信道均衡的性能沒(méi)有。3分析仿真結(jié)果計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，改進(jìn)球譯碼均衡算法明顯優(yōu)于迫零算法，改進(jìn)球譯碼算法 在顯著降低算法復(fù)雜的同時(shí)，性能損失較小。FBMC多載波系統(tǒng)比OFDM系統(tǒng)有更高的譜效 率，具有很好的應(yīng)用前景。本發(fā)明提出了利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)均衡的均衡算 法.對(duì)基于球譯碼算法的FBMC均衡算法性能進(jìn)行了分析，說(shuō)明算法為最大似然序列均衡算 法.并進(jìn)一步推導(dǎo)了改進(jìn)球譯碼算法降低球譯碼算法復(fù)雜度的基本原理。從仿真結(jié)果可以看出，改進(jìn)的球譯碼算法可以在保持譯碼性能的同時(shí)有效的減少 計(jì)算復(fù)雜度，這樣可以提高FBMC系統(tǒng)的性能。本發(fā)明所述改進(jìn)球譯碼算法特別在信噪比較 小時(shí)更具有優(yōu)越性。由于計(jì)算量的減少，該算法也更能滿足現(xiàn)代通信對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)處理的要 求，從而具有很好的發(fā)展前景。
權(quán)利要求
一種利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法，包括通過(guò)建立FBMC系統(tǒng)模型，定義FBMC系統(tǒng)參數(shù)對(duì)影響FBMC系統(tǒng)的均衡算法性能的主要因素的分析，改進(jìn)球譯碼算法，對(duì)算法進(jìn)行仿真試驗(yàn)并比較，分析仿真結(jié)果；其特征在于所述改進(jìn)球譯碼算法是指通過(guò)降低球譯碼算法復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡，包括以下步驟1).FBMC系統(tǒng)的均衡的定義在時(shí)變多徑信道條件下，F(xiàn)BMC系統(tǒng)的接收機(jī)輸入端一般包含符號(hào)間干擾和載波間干擾，而不理想的同步與信道估計(jì)會(huì)進(jìn)一步加重干擾的影響，從而需要進(jìn)行接收端均衡，均衡就是補(bǔ)償多徑信道引起的碼間干擾；2).通過(guò)概率估算法降低球譯碼算法復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法球譯碼算法屬于FBMC的信道均衡技術(shù)，它可以有效降低誤碼率，所述改進(jìn)球譯碼算法是在球譯碼算法的第k步迭代中，通過(guò)概率估算d′2-LB(k-1)≥||zk:M-Rk:M，K:Mbk:M||2的方法降低球譯碼算法復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡，該方法不增加計(jì)算帶來(lái)的運(yùn)算復(fù)雜度，可減小球譯碼算法本身的復(fù)雜度。
2.如權(quán)利要求1所述的利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法，其特征在 于所述步驟2)中，概率估算d' ^LB^1'彡| zk:M-Rk:M,K:Mbk:Ml I2的方法，具體包括在經(jīng)典球譯碼算法的第K步迭代中，計(jì)算式 的計(jì)算等價(jià)為計(jì)算下式 而滿足 因此，若對(duì)于任意的b，能夠求解 2第二加數(shù)的一個(gè)下界式即可變式的向量b的 式中的取值，從而降低球譯碼算法的復(fù)雜度； 同時(shí)LB05—1)越大，加速球譯碼的復(fù)雜度也越小。
3.如權(quán)利要求1所述的利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法，其特征在 于所述仿真試驗(yàn)中FBMC系統(tǒng)采用QPSK的調(diào)制方式，定義子載波的個(gè)數(shù)為64，載波塊長(zhǎng)M =32 ；信道為等功率分布的3徑瑞利隨機(jī)時(shí)變信道信道，多普勒頻移為載波塊長(zhǎng)的1%。LB0"1)，即存在 為求解下式
全文摘要
本發(fā)明提出了一種利用改進(jìn)球譯碼算法實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡的方法，包括通過(guò)建立FBMC系統(tǒng)模型，定義FBMC系統(tǒng)參數(shù)對(duì)影響FBMC系統(tǒng)的均衡算法性能的主要因素的分析，改進(jìn)球譯碼算法，對(duì)算法進(jìn)行仿真試驗(yàn)并比較，分析仿真結(jié)果。其中，改進(jìn)球譯碼算法是指通過(guò)降低球譯碼算法復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡，包括對(duì)FBMC系統(tǒng)的均衡的定義，通過(guò)概率估算d′2-LB(k-1)≥||zkM-RkM，KMbkM||2的方法降低球譯碼算法復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)FBMC系統(tǒng)的均衡。本發(fā)明利用改進(jìn)球譯碼算法降低FBMC系統(tǒng)的誤碼率和均衡算法復(fù)雜度并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明改進(jìn)球譯碼算法在顯著降低算法復(fù)雜的同時(shí)，性能損失較小，特別在信噪比較小時(shí)更具有優(yōu)越性，更能滿足現(xiàn)代通信對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)處理的要求，具有很好的發(fā)展前景。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101860497SQ20101018927
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者周賢偉, 張培艷, 曾慶榮, 趙東峰 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)