[发明专利]一种基于预编码的低复杂度的turbo均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及克服码间干扰(ISI)的Turbo均衡技术。

背景技术

众所周知，为了实现通信系统的可靠传输，接收机必须能够根据某些信息估计出传输的数据，这些信息包括有关信道的参数和为了保护数据加入的冗余信息(纠错码)。用来解决信道ISI干扰的方法，称之为均衡或检测，而利用前向纠错码(FEC)从均衡后的数据中得到传输数据的方法，则称之为译码。上述问题一般都是分开来单独考虑，这种将原本相互依靠、关联的两个单元分开来单独考虑的方法，必定会产生性能上的损失。而1995年杜伊拉德(Douillard C)在他的文章《码间干扰的迭代消除技术：turbo均衡》(Iterative correctionof intersymbol interference：Turbo-Equalization)中首次提出了Turbo均衡(TE)，其主要贡献就是找到了一种合适的方法(即复杂度不是很大)来联合的考虑上述问题，完成均衡和译码任务，在性能和实现复杂度上找到了一个非常好的折中。在频率选择性信道条件下，消除信道带来的码间干扰(ISI)很关键，而一般情况下是将均衡和译码这两个本来相关的部分分开来单独实现，必然会造成性能损失。Turbo均衡的出现把均衡和译码联合考虑从而很好的克服码间干扰(ISI)。

后来关于TE中不同算法的研究层出不穷，主要集中提高性能和降低复杂度的研究上。对于串行级联的TE(S-TE)，其性能随迭代次数增加性能一直在提高，但是在前几次迭代得到的性能增益不及并行级联的TE，并行级联的TE(P-TE)具有很好的收敛性能，但是其错误平台现象比较严重，即到达一定迭代次数，再增加迭代都不会有性能改善了。因此联合考虑S-TE和P-TE均衡算法，充分利用两种算法的优缺点成为研究重点。

在一般的Turbo均衡中，无论迭代次数如何增加，都不可能突破无ISI时的系统性能下限，但是在信号进入信道之前进行预编码可以使得系统性能超过性能下限，并且，合理选择预编码器的编码矩阵可以使得系统复杂度没有任何增加。所以，在通过据外部信息转移(EXIT)图选择S-TE和P-TE的迭代均衡方案中，如何降低复杂度以及通过引入预编码器使得性能突破误比特率(BER)下限就是本发明的研究内容。

发明内容

本发明针对现有码间干扰的Turbo均衡技术存在复杂度高等问题，提供一种基于预编码的低复杂度的turbo均衡方法，旨在降低基于预编码的据外部信息转移(EXIT)图自适应地选择P-TE和S-TE的迭代均衡系统的复杂度，并通过适当选择合适的预编码器实现在不增加系统复杂度的前提下使得其性能超过无ISI时的性能下限。

本发明提出的基于预编码的低复杂度的turbo均衡方法是：

在通信系统发送端，信号编码交织调制之后，采用预编码技术，经过ISI信道后输出信号表达式为：y[n]=Σk=0Mh[k]c~[n-k]+w[n],]]>其中，为经过预编码器之后的符号，为了保证预编码器不增加系统复杂度，必须使得预编码器长度小于等于信道记忆长度，h[n]为已知的信道状态信息，M为信道记忆长度，w[n]表示信道噪声；在接收端，根据均衡器与译码器的EXIT图在不同信噪比和迭代次数自适应地选择P-TE和S-TE方案，其中，采用降低系统复杂度的均衡算法；在均衡器之间或者均衡器和译码器之间迭代传递外部信息，迭代过程中经过交织器和解交织器，最后当达到系统要求迭代次数或者性能达到要求时，停止迭代，由译码器判决得到最终输出信息序列。

所采用的降低系统复杂度的均衡算法是以下所述的改进的Max-log-MAP均衡算法(I-MLM)：