[发明专利]一种用于固定训练序列填充调制系统的迭代分解方法

摘要

本发明属于数字信息传输技术领域，其特征在于，它是一种基于固定训练序列填充的迭代分解方法，巧妙地将当前帧训练序列看作当前帧数据和下一帧训练序列组成的“虚拟帧”的循环前缀，使时域中发送的“虚拟帧”与信道冲击响应的线性卷积变为循环卷积，方便用频域DFT的方法得到数据和训练序列的估计，方便数据与训练序列的分离和更准确的信道估计。通过信道估计和数据分离反复迭代，可以得到更准确的信道估计和更准确的数据分解。计算机仿真表明，采用本发明的信道估计和均衡几乎不损失系统误码性能，并大大简化了信道估计和均衡的处理。

主权项

1、一种基于固定训练序列填充的调制系统中的迭代分解方法，其特征在于，该方法是在接收端的数字集成电路中依次按以下步骤实现的：步骤(1).假设系统已经同步完成，把当前帧的数据和下一帧的训练序列视为一个虚拟帧，而把当前帧的训练序列视作此虚拟帧的循环前缀，从而把所述循环前缀和虚拟帧构成一个处理帧，其中相同的训练序列作保护间隔填充之用，定义为固定训练序列，如此反覆，以在去除符号间干扰的同时，把训练序列和数据分离；步骤(2).判别所述处理帧，用i表示，是第0帧还是非第0帧，分别估计其信道冲击响应：步骤(2.1).当处理帧是第0帧时：把处理帧中的固定训练序列{ck}k＝0 M-1以及该固定训练序列和相应其信道冲激估计响应的线性卷积结果{y0，k}k＝0 M+L-1做N1点离散傅立叶变换，N1＞M+L，若序列点数不够N1，则补零至N1点。M为固定训练序列的长度，L为作为信道模型的准静态的L阶有限冲击响应滤波器的阶数即信道冲击响应长度，从而得到{Y0，k}k＝0 N1-1和{Ck}k＝0 N1-1，第0帧的信道估计由下式得到${\hat{h}}_{i,k}^{\mathrm{iter}=0}=\mathrm{IDFT}\left\{\frac{Y_{0,k}}{C_k}\right\},$ 0≤k＜N1-1，k≥L项为0；步骤(2.2).当处理帧为非第0帧时：若为第一次迭代，则第i帧的信道冲击响应与已知的第i-1帧的信道冲激响应相等，即${\left\{{\hat{h}}_{i,l}^{\mathrm{iter}=0}\right\}}_{l=0}^{L-1}={\left\{{\hat{h}}_{i-1,l}\right\}}_{l=0}^{L-1}$ 迭代序号I设为0，开始迭代；若非第一次迭代，则把基于已知的第i-1帧的信道冲激响应和第i帧的上一次迭代结果线性插值得到步骤(3).用频域均衡算法，估计第i信号帧数据步骤(3.1).把第i信号帧中的数据{di，k}k＝0 N-1和第i+1信号帧中训练序列{ci+1，k}k＝0 M-1看作第i虚拟帧{vi，k}k＝0 N-1+M，把第i信号帧中的训练序列视为第i虚拟帧的的循环前缀CP，其中N是数据的长度，从而得到第i虚拟帧{vi，k}k＝0 N-1+M和第i虚拟帧作为循环前缀的训练序列的信道冲击响应的循环卷积{zi，k iter＝I}k＝0 M+N-1；步骤(3.2).分别把步骤(3.1)中的{zi，k iter＝I}k＝0 M+N-1、作N2＝M+N点离散傅立叶变换得到{Zi，k iter＝I}k＝0 N2-1和{Hk iter＝I}k＝0 N2-1，若序列点数不够N2，则补零至N2点，第i虚拟帧数据估计由下式得到${\left\{{\hat{v}}_{i,k}^{\mathrm{iter}=I}\right\}}_{k=0}^{M+N-1}=\mathrm{IDFT}\left\{\frac{Z_{i,k}^{\mathrm{iter}=I}}{H_k^{\mathrm{iter}=I}}\right\},$ 0≤k＜M+N-1取出第i虚拟帧的前N个数据为第i信号帧数据估计：${\left\{{\hat{d}}_{i,k}^{\mathrm{iter}=I}\right\}}_{k=0}^{N-1}={\left\{{\hat{v}}_{i,k}^{\mathrm{iter}=I}\right\}}_{k=0}^{N-1},$ 0≤k＜N-1；步骤(4).得到第i帧训练序列和信道冲激响应的线性卷积结果的估计，通过计算N2＝M+N点离散傅里叶变换得到第i信号帧中的数据{di，k}k＝0 N-1和信道冲激响应的线性卷积结果表示为若序列点数不够N2，则补零至N2点，从第i帧接收信号{ri，k}k＝0 M+N-1中去除第i-1帧数据和信道冲击响应的线性卷积结果以及从而得到第i信号帧训练序列和信道冲激响应的线性卷积结果的估计：${\hat{y}}_{i,k}^{\mathrm{iter}=I}=\left\{\begin{array}{cc}{r}_{i,k}-{\hat{x}}_{i-1,k+N},& 0\le k<L-1\\ r_{i,k},& L-1\le k<M\\ r_{i,k}-{\hat{x}}_{i,k-M}^{\mathrm{iter}=I},& M\le k<M+L-1\end{array}\right.$ 步骤(5).采用频域估计算法，估计第i信号帧的信道冲击响应，将和{ck}k＝0 M-1做N1点离散傅里叶变换得到{Yi，k iter＝I}k＝0 N1-1和{Ck}k＝0 N1-1，若序列点数不够N1，则补零至N1点，信道估计由下式得到${\hat{h}}_{i,k}^{\mathrm{iter}=I}=\mathrm{IDFT}\left\{\frac{Y_{i,k}^{\mathrm{iter}=I}}{C_k}\right\},$ 0≤k＜N1-1，然后，将中的k≥L项设置为零，从而得到的L为信道冲激响应的长度；步骤(6).如果达到了预先设定的迭代次数J，则停止迭代，和分别是对{xi，k}k＝0 M+N-1和{hi，k}k＝0 L-1的最终估计，记为再接着用同样的方法处理第i+1帧信号；如果没有达到预先设定的迭代次数J，将迭代序号I加1，返回步骤(1)重新进行迭代计算。