[发明专利]MQAM调制下双层加权并行干扰对消方法及其装置

摘要

本发明提出一种在MQAM调制下的双层加权并行干扰对消方法及其装置。该MQAM调制下的PIC结构与BPSK的PIC结构相比有改进，省去了硬判决器。在MQAM调制下，可以直接求出发送符号的实部的软判决结果f_iR^(m)(k)_iR^(m)(k)和虚部的软判决结果f_iM^(m)(k)_iM^(m)(k),由实部的软判决结果、虚部的软判决结果和信道估计结果得到用户的再生信号。这样，不仅可以简化结构，减少乘法次数，同时，该方法和装置还可以使MQAM调制下用户发送符号的判决代价最小，并且可以弥补统计意义上对用户信号估计的偏差。

主权项

1、一种移动通信系统中MQAM调制下双层加权并行干扰对消方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a.在每级并行干扰对消结构中，用户的RAKE接收机对输入信号进行多径解扩、信道估计、多径合并的操作，并将信道估计结果送给用户的软判决生成器和用户的信号再生器，同时将多径合并结果送给用户的软判决生成器，在MQAM调制下，第k级PIC结构中用户i的Rake接收机的多径合并结果可以表示为：$Y_i^{\left(m\right)\left(k\right)}={\mu }_i{a}_i^{\left(m\right)}+n_i----\left(1\right)$ b.本级用户的软判决生成器通过用户的每个符号的多径合并结果和信道估计结果，生成每个符号的软判决结果，并将软判决结果送给用户的信号再生器；当MQAM调制下实部和虚部PiR、PiM是独立确定时，(1)式可以分开写成以下两式：$Y_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}=\mathrm{Re}\left(Y_i^{\left(m\right)\left(k\right)}\right)={\mu }_i{a}_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)}+n_{\mathrm{iR}}----\left(4\right)$ $Y_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}=\mathrm{Im}\left(Y_i^{\left(m\right)\left(k\right)}\right)={\mu }_i{a}_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)}+n_{\mathrm{iM}}----\left(5\right)$ 其中，$a_i^{\left(m\right)}=a_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)}+j{a}_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)},$ ni＝niR+jniM。对(1)式中Yi(m)(k)的判决也就分解成两个独立的判决，即由YiR(m)(k)判决得到iR(m)(k)，由YiM(m)(k)判决得到iR(m)(k)，Yi(m)(k)的判决结果为${\hat{a}}_i^{\left(m\right)\left(k\right)}={\hat{a}}_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}+{j\hat{a}}_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)},$ 其中，${\hat{a}}_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\in \{A_i\in R,i=\mathrm{0,1},...,\sqrt{M}-1\},$ ${\hat{a}}_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\in \{B_i\in R,i=\mathrm{0,1},...,\sqrt{M}-1\},$ 判决准则如下：$|{\mu }_i{\hat{a}}_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}-Y_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}|={\min }_{i=0}^{\sqrt{M}-1}\left\{\right|{\mu }_i{A}_i-Y_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\left|\right\}----\left(6\right)$ $|{\mu }_i{\hat{a}}_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}-Y_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}|={\min }_{i=0}^{\sqrt{M}-1}\left\{\right|{\mu }_i{B}_i-Y_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\left|\right\}----\left(7\right)$ 设判决结果iR(m)(k)的可靠性系数为fiR(m)(k)，设置判决的代价函数为：$C={\left[{\mu }_i(a_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)}-f_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}{\hat{a}}_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)})\right]}^2----\left(8\right)$ 判决代价的均值：$E\left(C\right)={\mu }_i^2\underset{i=0}{\overset{\sqrt{M}-1}{\Sigma }}{(A_i-f_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}{\hat{a}}_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)})}^{2}P\left\{A_i\right|Y_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\}----\left(9\right)$ 上式中符号P{A\B}表示在已知B的条件下A发生的概率，可以求得使上式最小的满足fiR(m)(k)下式：$f_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}{\hat{a}}_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}=\frac{\underset{i=0}{\overset{\sqrt{M}-1}{\Sigma }}{A}_{i}f\left\{Y_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\right|A_i\}}{\underset{i=0}{\overset{\sqrt{M}-1}{\Sigma }}f\left\{Y_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\right|A_i\}}----\left(10\right)$ 其中，$f\left\{Y_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\right|A_i\}={\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_i}e}^{-\frac{{(Y_{\mathrm{iR}}^{\left(m\right)\left(k\right)}-{\mu }_i{A}_i)}^2}{{2\sigma }_i^2}}----\left(11\right)$ fiR(m)(k)iR(m)(k)为用户i发送的第m个符号的实部aiR(m)的软判决结果；同理，设iM(m)(k)的可靠性系数为fiM(m)(k)，则fiM(m)(k)满足下式：$f_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}{\hat{a}}_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}=\frac{\underset{i=0}{\overset{\sqrt{M}-1}{\Sigma }}{B}_{i}f\left\{Y_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\right|B_i\}}{\underset{i=0}{\overset{\sqrt{M}-1}{\Sigma }}f\left\{Y_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\right|B_i\}}----\left(12\right)$ 其中，$f\left\{Y_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}\right|B_i\}={\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_i}e}^{-\frac{{(Y_{\mathrm{iM}}^{\left(m\right)\left(k\right)}-{\mu }_i{B}_i)}^2}{{2\sigma }_i^2}}----\left(13\right)$ fiM(m)(k)iM(m)(k)为用户i发送的第m个符号的虚部aiM(m)的软判决结果；c.本级信号再生器由用户的软判决结果和用户的信道估计结果得到用户的再生信号，并将用户的再生信号送给本级多址干扰的估计与干扰对消装置；d.本级多址干扰的估计与干扰对消装置累加其他用户的再生信号得到期望用户受到的多址干扰，从接收信号的基带信号中部分地消除期望用户信号受到的多址干扰，从而得到本级PIC结构中该用户的输出信号，同时该信号做为下一级PIC结构中同一用户的RAKE接收机的输入信号；e.重复步骤a-d，进行下一级并行干扰对消的处理；f.对于最后一级PIC结构，只进行步骤a中多径解扩、信道估计和多径合并的计算，将多径合并得到的用户i的软输出作为多级PIC结构中用户的i最终结果，在接收机中，该结果被送给用户i的译码器进行译码。