[发明专利]基于迭代干扰消除的超奈奎斯特系统符号估计方法

说明书

本发明公开了一种基于迭代干扰消除的超奈奎斯特系统符号估计方法，其步骤为：获取输入符号；计算超奈奎斯特系统的干扰消除因子；第一次消除码间干扰；通过迭代消除码间干扰；判断迭代次数是否小于阈值；获取最终的估计符号。本发明可用于消除超奈奎斯特系统中的码间干扰，进而估计发送符号，与现有技术方法相比，本发明可以使得超奈奎斯特系统具有更好的误比特率性能，在轻度和中等码间干扰情况下即使系统采用高阶调制方式也可以逼近所采用调制方式的理论误比特率性能，而且本发明复杂度极低，更具实用性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种基于迭代干扰消除的超奈奎斯特系统符号估计方法。本发明可用于消除超奈奎斯特系统中的码间干扰，进而估计超奈奎斯特系统发射机的发送符号。

背景技术

在设计传统通信系统时，为了避免系统的码间干扰，通信系统均遵循奈奎斯特第一准则。然而，奈奎斯特传输系统无码间干扰传输的符号之间的正交性是以牺牲频谱效率为代价的。通过人工为引入码间干扰，超奈奎斯特系统可以支持更高的传输速率和频谱效率。但是，超奈奎斯特系统一般需要通过接收机消除码间干扰，从而估计超奈奎斯特系统发射机的发送符号，无疑增加了接收机实现复杂度。

Ebrahim Bedeer在其发表论文“A very low complexity successive symbol-by-symbol sequence estimator for faster-than-Nyquist signaling”(IEEE Access，2017，5：7414-7422)中提出了一种基于回退和干扰消除的低复杂度符号估计方法。该方法在得到超奈奎斯特系统接收机匹配滤波器输出的一个符号后，首先利用当前接收符号和此前估计出的符号估计当前接收符号，然后利用当前符号的估计符号重新估计当前估计符号的前端数个符号，最后利用重新估计后的符号再次估计当前符号。这种方法在超奈奎斯特系统采用低阶调制方式且轻度码间干扰的情况下可以有效消除超奈奎斯特系统的码间干扰，实现良好的性能。该方法存在的不足之处是，由于只消除当前接收符号的前面符号的干扰导致其估计精度低，而且当超奈奎斯特系统选用高阶调制方式时或者中等码间干扰情况下(超奈奎斯特加速因子更小或者超奈奎斯特系统中接收机匹配滤波器采用更小的滚将因子)，其符号估计性能差。

Ebrahim Bedeer在其发表论文“Low-complexity detection of high-order QAMfaster-than-Nyquist signaling”(IEEE Access，2017，5：14579–14588)中提出了一种基于半定松弛的符号估计方法，可有效适用于采用高阶正交振幅调制QAM(Quadratureamplitude modulation)的超奈奎斯特系统。该方法存在的不足之处是，其复杂度与所选用调制方式阶数正相关，会随调制方式阶数的提高而大幅增加。

西安电子科技大学在其申请的专利文献“超奈奎斯特通信系统中的双向串行干扰消除方法”(申请专利号：201810744483.4，公开号：CN108632182A)中提出了一种针对超奈奎斯特系统的双向串行码间干扰消除方法。该方法用截短的波形成型滤波器对采样数据进行前向加后向的双向串行干扰消除，即先利用当前码元前面的解调码元消除前向串行干扰，得到解调信号的临时判决值，再利用解调信号的临时判决值消除后向串行干扰，得到最终的解调信号。该方法在提高超奈奎斯特通信系统接收端解调性能的同时，降低了接收端的复杂度，适用于轻度码间干扰情况，然而该方法难以逼近理论性能限，特别在严重码间干扰情况下性能损失较大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于迭代干扰消除的超奈奎斯特系统符号估计方法。

实现本发明目的的思路是，根据已知的超奈奎斯特系统可以计算出系统的干扰消除因子，利用干扰消除因子和超奈奎斯特系统接收机匹配滤波器输出的符号可以消除匹配滤波器输出符号中的码间干扰，得到第一次估计后的符号，再利用已经估计的符号进行迭代，可以更为精确地估计出超奈奎斯特系统的发送符号，实现良好的误比特率性能。