專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字信號(hào)的無(wú)線接收處理技術(shù)，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的裝置及方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信系統(tǒng)一般屬于數(shù)字系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是發(fā)射信號(hào)的模式是有限的，因而在接收端可以判決出發(fā)射信號(hào)的模式，模式是指一次信號(hào)發(fā)射中所有可能發(fā)射的符號(hào)，對(duì)應(yīng)一串0、1代碼。在無(wú)線通信系統(tǒng)的用戶設(shè)備與基站之間，信號(hào)是通過無(wú)線信道傳播的，無(wú)線信道相對(duì)有線信道存在衰落、多徑等諸多干擾，從而造成接收端對(duì)無(wú)線信號(hào)模式的判決不準(zhǔn)確，存在更大誤碼率的問題。
目前，碼分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)系統(tǒng)正逐漸成為無(wú)線通信系統(tǒng)的主流技術(shù)之一。CDMA系統(tǒng)具有系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、對(duì)背景噪聲抑制良好以及保密性好等優(yōu)點(diǎn)，但是，CDMA系統(tǒng)在同一個(gè)時(shí)間和同一個(gè)頻點(diǎn)存在多個(gè)用戶發(fā)射信號(hào)的可能，所以這種系統(tǒng)除了存在衰落、多徑等干擾外，還存在不同用戶間相互干擾和多址干擾(MAI，Multiple Access Interference)的問題，其無(wú)線信號(hào)的接收處理更加困難。近年來，多用戶檢測(cè)(MUD，Multi-User Detection)技術(shù)、自適應(yīng)均衡技術(shù)以及智能天線技術(shù)的發(fā)展，為進(jìn)一步提高CDMA系統(tǒng)的無(wú)線信號(hào)接收性能提供了可能，同時(shí)，這些技術(shù)的發(fā)展以及實(shí)際應(yīng)用也對(duì)系統(tǒng)無(wú)線信號(hào)的接收提出了更高的要求。
因此，無(wú)線信號(hào)的接收處理方法是直接影響無(wú)線通信系統(tǒng)的性能乃至其發(fā)展的一個(gè)決定性因素。
圖1是接收信號(hào)矢量相對(duì)于發(fā)射信號(hào)矢量的角度旋轉(zhuǎn)示意圖。如圖1所示，在接收處理無(wú)線信號(hào)時(shí)，由于用戶移動(dòng)以及射頻的調(diào)制解調(diào)頻率差等原因，造成接收信號(hào)方向相對(duì)發(fā)射信號(hào)方向存在一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度ω。在接收端，旋轉(zhuǎn)角度ω將嚴(yán)重影響無(wú)線信號(hào)模式的判決，因此，在判決時(shí)必須估計(jì)和補(bǔ)償這種旋轉(zhuǎn)，以降低判決的誤碼率。
為了解決上述旋轉(zhuǎn)角度的問題，目前的無(wú)線信號(hào)接收處理技術(shù)采用信道估計(jì)的方法，在發(fā)射信號(hào)中插入一些導(dǎo)頻信號(hào)，導(dǎo)頻信號(hào)是發(fā)射數(shù)據(jù)中模式已知的信號(hào)，通過導(dǎo)頻信號(hào)獲取旋轉(zhuǎn)角度的信息，并根據(jù)獲得的旋轉(zhuǎn)角度信息對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，數(shù)據(jù)信號(hào)是發(fā)射數(shù)據(jù)中模式未知的信號(hào)，然后判決出補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)信號(hào)的模式。
導(dǎo)頻插入原則為導(dǎo)頻信號(hào)的插入數(shù)量取決于無(wú)線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式以及通信信道的情況，且滿足單位模式判決數(shù)據(jù)域所需判決時(shí)間T1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于信道引起的旋轉(zhuǎn)造成接收信號(hào)矢量反向所需的時(shí)間T2，其中，單位模式判決數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度取決于通信協(xié)議。
圖2是一種信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，信號(hào)傳輸采用了{(lán)連續(xù)的導(dǎo)頻信號(hào)，連續(xù)的數(shù)據(jù)信號(hào)}即{導(dǎo)頻域，數(shù)據(jù)域}的數(shù)據(jù)格式。導(dǎo)頻域是指發(fā)射數(shù)據(jù)中，事先已經(jīng)知道發(fā)射信號(hào)符號(hào)，用于估計(jì)其它位置信號(hào)的數(shù)據(jù)域，即導(dǎo)頻信號(hào)所在的數(shù)據(jù)域；數(shù)據(jù)域是指發(fā)射數(shù)據(jù)中，除了導(dǎo)頻域以外的部分，即數(shù)據(jù)信號(hào)所在的數(shù)據(jù)域。參見圖2，在采用信道估計(jì)的方法中，一種零階保持法的實(shí)現(xiàn)方案是第一步計(jì)算出初始解調(diào)后的導(dǎo)頻域信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度ωn，ωn=tan-1(Σi=1Npri×pi*).]]>該公式中，Np為接收到的導(dǎo)頻信號(hào)的個(gè)數(shù)，ri為第i個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，矢量ri的發(fā)射角度為α，Pi為ri對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)，它包含ri的發(fā)射信息，因此矢量Pi的角度為α，“*”為求共軛運(yùn)算。在式子ri×pi*中，矢量pi*的角度為(-α)，導(dǎo)頻信號(hào)ri的角度為發(fā)射角度α與信道引起的ri的旋轉(zhuǎn)角度ω之和(α+ω)。運(yùn)算ri×pi*，實(shí)質(zhì)上是該兩矢量的模值相乘，角度值相加，該運(yùn)算計(jì)算出的導(dǎo)頻矢量的角度為ω。通過進(jìn)行運(yùn)算ri×pi*，去掉了導(dǎo)頻信號(hào)ri的發(fā)射角度α，只保留用于估計(jì)和補(bǔ)償?shù)男D(zhuǎn)角度ω，從而消除了發(fā)射角度α可能給判決帶來的影響。式子Σi=1Npri×pi*]]>是把導(dǎo)頻域中所有去除發(fā)射角度后的導(dǎo)頻信號(hào)矢量進(jìn)行累加，計(jì)算出一個(gè)矢量導(dǎo)頻累加和，該導(dǎo)頻累加和的角度為信道引起的導(dǎo)頻域信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度ωn。基于導(dǎo)頻插入原則中T1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于T2，可認(rèn)為導(dǎo)頻域信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度ωn很小，所以有tanωn=Σi=1Npri×pi*,]]>即ωn=tan-1(Σi=1Npri×pi*).]]>第二步對(duì)初始解調(diào)后的數(shù)據(jù)域信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償?；趯?dǎo)頻插入原則中T1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于T2，可認(rèn)為導(dǎo)頻域信號(hào)與數(shù)據(jù)域信號(hào)旋轉(zhuǎn)的角度一致，所以數(shù)據(jù)域信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度就是上述計(jì)算所得的ωn，將數(shù)據(jù)域中每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)反向旋轉(zhuǎn)ωn，即進(jìn)行運(yùn)算r′k=rk×e-jωn,]]>該公式中，rk為第k個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，r′k為補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)信號(hào)。將rk乘以角度為(-ωn)的單位矢量，實(shí)質(zhì)上就是把矢量rk反向旋轉(zhuǎn)ωn，達(dá)到補(bǔ)償數(shù)據(jù)信號(hào)rk的目的。
第三步對(duì)補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)信號(hào)r′k進(jìn)行模式判決。
但是，在這種基于信道估計(jì)的方法中，ωn值的計(jì)算是一個(gè)近似計(jì)算并且接收導(dǎo)頻的導(dǎo)頻符號(hào)內(nèi)存在噪聲，這些都造成旋轉(zhuǎn)角度ωn估計(jì)不準(zhǔn)確，這種不準(zhǔn)確的程度進(jìn)而在數(shù)據(jù)補(bǔ)償時(shí)被放大，最終造成數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的誤碼率高，如果增大系統(tǒng)的發(fā)射功率來減小誤碼率，又會(huì)增大對(duì)其他用戶的干擾。所以，用這種信道估計(jì)的方法對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行模式判決效果比較差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的方法，通過更好地修正信道引起的信號(hào)旋轉(zhuǎn)角度，大大降低數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的誤碼率，改善無(wú)線通信系統(tǒng)的性能。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的裝置，使其能便于進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)，從而更好地適應(yīng)無(wú)線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的方法，包括以下步驟A、判斷初始解調(diào)后的當(dāng)前信號(hào)是導(dǎo)頻信號(hào)還是數(shù)據(jù)信號(hào)，如果是導(dǎo)頻信號(hào)，則執(zhí)行步驟B，如果是數(shù)據(jù)信號(hào)，則執(zhí)行步驟C；B、將導(dǎo)頻信號(hào)與對(duì)應(yīng)該導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā)射符號(hào)的共扼相乘，得到導(dǎo)頻矢量積，將該導(dǎo)頻矢量積與上一次導(dǎo)頻累加和求和，得到當(dāng)前導(dǎo)頻累加和，將用于統(tǒng)計(jì)已處理信號(hào)個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)累加和的值增加一，得到當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和，然后判斷當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和的值是否為單位模式判決數(shù)據(jù)域所包含的信號(hào)的個(gè)數(shù)，如果是，則將當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和清零以及將當(dāng)前導(dǎo)頻累加和清零并返回步驟A，否則，直接返回步驟A；C、將數(shù)據(jù)信號(hào)分別與數(shù)據(jù)信號(hào)各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)的共扼相乘，得到各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，將當(dāng)前導(dǎo)頻累加和分別與該各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)求和，得到各個(gè)模式的矢量和，再計(jì)算出該各個(gè)模式矢量和的模值或能量值，然后判決出模值或能量值最大的模式，輸出該模值或能量值最大模式的數(shù)據(jù)符號(hào)，將計(jì)數(shù)累加和的值增加一，得到當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和，然后判斷當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和的值是否為單位模式判決數(shù)據(jù)域所包含的信號(hào)的個(gè)數(shù)，如果是，則將當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和清零以及將當(dāng)前導(dǎo)頻累加和清零并返回步驟A，否則，直接返回步驟A。
步驟C所述輸出模值或能量值最大模式的數(shù)據(jù)符號(hào)的步驟進(jìn)一步包括將模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量與上一次導(dǎo)頻累加和求和，得到當(dāng)前導(dǎo)頻累加和。
一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的裝置，包括以下模塊累加器模塊，各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊，計(jì)算模塊，模式判決模塊和控制模塊，其中，
累加器模塊，接收初始解調(diào)后的導(dǎo)頻信號(hào)，并逐一將各個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)與其對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)的共扼相乘，得到各個(gè)導(dǎo)頻矢量積，將所有導(dǎo)頻矢量積相加，計(jì)算出導(dǎo)頻累加和，然后將導(dǎo)頻累加和輸出到計(jì)算模塊；各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)的各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)，并將該各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)輸出到計(jì)算模塊；計(jì)算模塊，將數(shù)據(jù)信號(hào)分別與數(shù)據(jù)信號(hào)各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)的共扼相乘，得到各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，然后分別計(jì)算當(dāng)前導(dǎo)頻累加和與該各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)的矢量和，并分別計(jì)算該各個(gè)模式矢量和的模值或能量值，然后將計(jì)算出的模值或能量值以及各個(gè)模式的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到模式判決模塊；模式判決模塊，選擇并輸出計(jì)算模塊中得到的模值或能量值最大模式的數(shù)據(jù)符號(hào)；控制模塊，向累加器模塊、各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊、計(jì)算模塊以及模式判決模塊各個(gè)模塊分別輸出使能信號(hào)，控制模塊間的工作時(shí)序。
模式判決模塊進(jìn)一步將模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量輸出到累加器模塊，累加器模塊將該模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量與上一次導(dǎo)頻累加和求和，得到當(dāng)前導(dǎo)頻累加和。
可見，本發(fā)明將數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的裝置模塊化，便于對(duì)該裝置進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)，另一方面，在工程應(yīng)用時(shí)，便于設(shè)備的批量生產(chǎn)，從而更好地適應(yīng)了無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展。
本發(fā)明提出的方法，利用了兩矢量同方向時(shí)其和的模值或能量值最大這一性質(zhì)，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)分別進(jìn)行分析和處理，避免了現(xiàn)有技術(shù)中利用導(dǎo)頻信息對(duì)數(shù)據(jù)域內(nèi)所有信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一補(bǔ)償而不考慮各個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)之間的旋轉(zhuǎn)情況可能存在差異的弊端。根據(jù)本發(fā)明提出的方法，將判決出的模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量引入導(dǎo)頻累加，起到了實(shí)時(shí)修正旋轉(zhuǎn)角度的作用。本發(fā)明方法，大大降低了數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的誤碼率，從而有助于用戶降低發(fā)射功率、節(jié)約成本，進(jìn)而提高了無(wú)線通信系統(tǒng)的容量，改善了無(wú)線通信系統(tǒng)的性能。


圖1是接收信號(hào)矢量相對(duì)于發(fā)射信號(hào)矢量的角度旋轉(zhuǎn)示意圖；圖2是一種信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明方法的流程圖；圖4是本發(fā)明使用BPSK調(diào)制時(shí)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明方法引入判決結(jié)果的流程圖；圖6是使用BPSK調(diào)制時(shí)本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)在用戶以不同速度移動(dòng)時(shí)性能對(duì)比的Matlab仿真圖；圖7是使用BPSK調(diào)制時(shí)本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)在插入不同導(dǎo)頻數(shù)目下性能對(duì)比的Matlab仿真圖；圖8是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明引入判決結(jié)果的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
圖2是一種信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明方法的流程圖，圖4是本發(fā)明使用BPSK調(diào)制時(shí)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。下面結(jié)合圖2、圖3和圖4介紹利用本發(fā)明裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的方法。
本實(shí)施例中，在發(fā)射端對(duì)信號(hào)進(jìn)行二相移相鍵控(BPSK，Binary PhaseShift Keying)調(diào)制，并采用圖2所示的導(dǎo)頻插入方法，對(duì)于其它導(dǎo)頻插入方法構(gòu)成的信號(hào)傳輸結(jié)構(gòu)，本發(fā)明方法依然成立。
BPSK調(diào)制利用對(duì)載波進(jìn)行相對(duì)于參考點(diǎn)正負(fù)九十度的相移調(diào)制來表示二進(jìn)制信號(hào)的0和1，即每周期看作一個(gè)符號(hào)，一個(gè)符號(hào)到下一個(gè)符號(hào)通過180°相移，每個(gè)符號(hào)送出一個(gè)比特來表示一個(gè)高位或低位。因此，采用BPSK調(diào)制時(shí)，存在兩種需要判決的數(shù)據(jù)信號(hào)模式M(M為0或1)，調(diào)制為{1，-1}。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的具體過程包括以下步驟步驟301將計(jì)數(shù)累加和C清零(C＝0)，計(jì)數(shù)累加和C用于統(tǒng)計(jì)本發(fā)明方法處理的導(dǎo)頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的個(gè)數(shù)。
步驟302判斷計(jì)數(shù)累加和C的值是否等于零，如果C＝0，那么表示裝置還未對(duì)初始解調(diào)后的信號(hào)r進(jìn)行判決或已完成對(duì)一個(gè)單位模式判決數(shù)據(jù)域中所有信號(hào)的判決，則執(zhí)行步驟303；如果C≠0，那么表示裝置未完成對(duì)一個(gè)單位模式判決數(shù)據(jù)域中所有信號(hào)的判決，則執(zhí)行步驟304。
步驟303將矢量導(dǎo)頻累加和Sp清零(Sp＝0+j0)。
步驟304判斷初始解調(diào)后的信號(hào)r為導(dǎo)頻信號(hào)ri還是數(shù)據(jù)信號(hào)rk，如果是導(dǎo)頻信號(hào)ri，則執(zhí)行步驟305，如果是數(shù)據(jù)信號(hào)rk，則執(zhí)行步驟306～步驟308。
步驟305計(jì)算當(dāng)前導(dǎo)頻累加和Sp，Sp＝Sp+ri×pi*。該公式中，矢量ri為初始解調(diào)后的第i個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，ri的幅角為發(fā)射角度α與信道引起的旋轉(zhuǎn)角度ω之和(α+ω)；矢量pi為ri對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)，它包含了ri的發(fā)射信息，因此矢量pi的幅角就是該導(dǎo)頻信號(hào)ri的發(fā)射角度α，“*”為求共軛運(yùn)算，因此矢量pi*的幅角為(-α)。因?yàn)閮墒噶肯喑?，?shí)質(zhì)上是該兩矢量的模值相乘，角度值相加，因此進(jìn)行運(yùn)算ri×pi*后，所得矢量積的幅角為ω。通過進(jìn)行運(yùn)算ri×pi*，去掉了導(dǎo)頻信號(hào)ri的發(fā)射角度α，只保留信道引起的該導(dǎo)頻信號(hào)ri的旋轉(zhuǎn)角度ω，從而消除了發(fā)射角度α可能會(huì)給判決帶來的影響。公式Sp＝Sp+ri×pi*中，等號(hào)右邊的Sp為上一次導(dǎo)頻累加和，等號(hào)左邊的Sp為當(dāng)前導(dǎo)頻累加和，根據(jù)矢量相加的平行四邊形法則可知，運(yùn)算(Sp+ri×pi*)在角度上的效果就是修正上一次導(dǎo)頻累加和的旋轉(zhuǎn)角度，得到當(dāng)前導(dǎo)頻累加和。
步驟306裝置產(chǎn)生BPSK調(diào)制下數(shù)據(jù)信號(hào)兩種模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)tM，tM為1或-1(在矢量運(yùn)算時(shí)，為簡(jiǎn)化運(yùn)算，可將tM視為單位矢量，即ej0或ej180)，令r′M＝rk×tM*，該公式中，矢量rk為初始解調(diào)后的第k個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，通過進(jìn)行運(yùn)算rk×tM*，去掉了數(shù)據(jù)信號(hào)rk的發(fā)射角度α′，只保留信道引起的該數(shù)據(jù)信號(hào)rk的旋轉(zhuǎn)角度ω′，從而消除了發(fā)射角度α′可能會(huì)給判決帶來的影響，并且該運(yùn)算產(chǎn)生了BPSK調(diào)制下模式1對(duì)應(yīng)的矢量r′M1(對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)符號(hào)0)和模式2對(duì)應(yīng)的矢量r′M2(對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)符號(hào)1)。
步驟307～步驟308根據(jù)導(dǎo)頻插入原則中T1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于T2，可認(rèn)為導(dǎo)頻信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度一致，即在接收端所接收到的導(dǎo)頻信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)的方向也應(yīng)一致。如果兩個(gè)信號(hào)的方向一致，那么該兩信號(hào)矢量和的模值或能量值最大。利用這一性質(zhì)，計(jì)算出矢量r′M1與當(dāng)前導(dǎo)頻累加和Sp的矢量和(Sp+r′M1)，并計(jì)算出該矢量和(Sp+r′M1)的模值或能量值A(chǔ)；計(jì)算出矢量r′M2與當(dāng)前導(dǎo)頻累加和Sp的矢量和(Sp+r′M2)，并計(jì)算出該矢量和(Sp+r′M2)的模值或能量值B，比較A與B，如果A大于B，則可知與當(dāng)前導(dǎo)頻累加和Sp方向一致的模式1(對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)符號(hào)0)為應(yīng)該接收的模式，則輸出數(shù)據(jù)符號(hào)0；如果A小于B，則可知與當(dāng)前導(dǎo)頻累加和Sp方向一致的模式2(對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)符號(hào)1)為應(yīng)該接收的模式，則輸出數(shù)據(jù)符號(hào)1。
步驟309令計(jì)數(shù)累加和C的值增加一(C＝C+1)，即已處理的導(dǎo)頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的個(gè)數(shù)增加一。
步驟310判斷計(jì)數(shù)累加和C的值是否等于本單位模式判決數(shù)據(jù)域所包含的信號(hào)個(gè)數(shù)N，如果C＝N，那么表示裝置已完成對(duì)本單位模式判決數(shù)據(jù)域中所有信號(hào)的判決，則返回步驟301，對(duì)下一個(gè)單位模式判決數(shù)據(jù)域進(jìn)行判決；如果C≠N，那么表示裝置未完成對(duì)本單位模式判決數(shù)據(jù)域中所有信號(hào)的判決，則返回步驟302，對(duì)本單位模式判決數(shù)據(jù)域中的下一個(gè)信號(hào)進(jìn)行判決。
本實(shí)施例中，發(fā)射端對(duì)信號(hào)進(jìn)行BPSK調(diào)制后，只存在兩種模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量，一種是應(yīng)該接收的與導(dǎo)頻矢量和方向一致的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量，另一種是不應(yīng)接收的與導(dǎo)頻矢量和方向不同的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量，因此計(jì)算出的兩種模式矢量和(Sp+r′M1)與(Sp+r′M2)的模值或能量值不相等。
在對(duì)進(jìn)行了其它調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行模式判決時(shí)，由于只有應(yīng)該接收的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量與導(dǎo)頻累加和相加后所得矢量和的模值或能量值最大，即只存在一個(gè)最大模值或能量值，所以若計(jì)算出的各個(gè)模式矢量和(Sp+r′M)的模值或能量值出現(xiàn)相等的情況時(shí)，相等的模值或能量值一定不是最大值，即判決時(shí)只需對(duì)所有矢量和(Sp+r′M)的模值或能量值進(jìn)行比較，選擇并輸出模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)符號(hào)。
圖5是本發(fā)明方法引入判決結(jié)果的流程圖。如圖5所示，本發(fā)明方法還可將判決結(jié)果引入導(dǎo)頻累加，即完成圖5所示的步驟501，將判決出的模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量M′與上一次導(dǎo)頻累加和進(jìn)行累加，計(jì)算出當(dāng)前導(dǎo)頻累加和。
將判決結(jié)果引入導(dǎo)頻累加的目的是無(wú)論是導(dǎo)頻信號(hào)還是數(shù)據(jù)信號(hào)，其本質(zhì)都是經(jīng)過了同一傳輸過程的無(wú)線信號(hào)，而導(dǎo)頻信號(hào)的模式已知，數(shù)據(jù)信號(hào)的模式需要判決，所以，將判決出的數(shù)據(jù)信號(hào)模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的矢量與導(dǎo)頻累加和進(jìn)行累加，起到了實(shí)時(shí)描述并修正旋轉(zhuǎn)角度的作用。
圖6是使用BPSK調(diào)制時(shí)本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)在用戶以不同速度移動(dòng)時(shí)性能對(duì)比的Matlab仿真圖，圖7是使用BPSK調(diào)制時(shí)本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)在插入不同導(dǎo)頻數(shù)目下性能對(duì)比的Matlab仿真圖，從圖6和圖7中可以看到，采用本發(fā)明方法對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行模式判決，其誤碼率遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)判決的誤碼率。
圖8是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示，本發(fā)明的裝置包括以下模塊(1)累加器模塊801該模塊801用于接收初始解調(diào)后的導(dǎo)頻信號(hào)ri，并去除接收到的導(dǎo)頻信號(hào)矢量ri的發(fā)射角度，再將去除發(fā)射角度后的所有導(dǎo)頻信號(hào)矢量進(jìn)行累加，計(jì)算出當(dāng)前導(dǎo)頻累加和，即完成計(jì)算Sp＝Sp+ri×pi*，并將計(jì)算出的當(dāng)前導(dǎo)頻累加和Sp輸出到計(jì)算模塊803；(2)各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊802該模塊802用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)的各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)tM，tM的作用是分別表征數(shù)據(jù)信號(hào)的各個(gè)模式，然后將tM輸出到計(jì)算模塊803；(3)計(jì)算模塊803用于計(jì)算數(shù)據(jù)信號(hào)rk的各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)r′M(r′M＝rk×tM*)，以及分別計(jì)算當(dāng)前的導(dǎo)頻累加和Sp與該各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)r′M的矢量和(Sp+r′M)，再分別計(jì)算出各個(gè)模式矢量和(Sp+r′M)的模值或能量值，然后將計(jì)算出的所有模值或能量值以及各個(gè)r′M輸出到模式判決模塊804；(4)模式判決模塊804用于選擇并輸出計(jì)算模塊803中得到的模值或能量值最大模式的數(shù)據(jù)符號(hào)M；(5)控制模塊805該模塊805與上述累加器模塊801、各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊802、計(jì)算模塊803和模式判決模塊804相連，向上述其它各個(gè)模塊輸出使能信號(hào)，控制各模塊間的工作時(shí)序。
圖9是本發(fā)明引入判決結(jié)果的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，在本發(fā)明的裝置中，模式判決模塊804可將判決出的模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量M′輸出到累加器模塊801，在累加器模塊801中，完成將輸入的模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量M′與上一次導(dǎo)頻累加和進(jìn)行累加，得到當(dāng)前導(dǎo)頻累加和。
總之，以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的方法，其特征在于該方法包括以下步驟A、判斷初始解調(diào)后的當(dāng)前信號(hào)是導(dǎo)頻信號(hào)還是數(shù)據(jù)信號(hào)，如果是導(dǎo)頻信號(hào)，則執(zhí)行步驟B，如果是數(shù)據(jù)信號(hào)，則執(zhí)行步驟C；B、將導(dǎo)頻信號(hào)與對(duì)應(yīng)該導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā)射符號(hào)的共扼相乘，得到導(dǎo)頻矢量積，將該導(dǎo)頻矢量積與上一次導(dǎo)頻累加和求和，得到當(dāng)前導(dǎo)頻累加和，將用于統(tǒng)計(jì)已處理信號(hào)個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)累加和的值增加一，得到當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和，然后判斷當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和的值是否為單位模式判決數(shù)據(jù)域所包含的信號(hào)的個(gè)數(shù)，如果是，則將當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和清零以及將當(dāng)前導(dǎo)頻累加和清零并返回步驟A，否則，直接返回步驟A；C、將數(shù)據(jù)信號(hào)分別與數(shù)據(jù)信號(hào)各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)的共扼相乘，得到各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，將當(dāng)前導(dǎo)頻累加和分別與該各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)求和，得到各個(gè)模式的矢量和，再計(jì)算出該各個(gè)模式矢量和的模值或能量值，然后判決出模值或能量值最大的模式，輸出該模值或能量值最大模式的數(shù)據(jù)符號(hào)，將計(jì)數(shù)累加和的值增加一，得到當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和，然后判斷當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和的值是否為單位模式判決數(shù)據(jù)域所包含的信號(hào)的個(gè)數(shù)，如果是，則將當(dāng)前計(jì)數(shù)累加和清零以及將當(dāng)前導(dǎo)頻累加和清零并返回步驟A，否則，直接返回步驟A。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟C所述輸出模值或能量值最大模式的數(shù)據(jù)符號(hào)的步驟進(jìn)一步包括將模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量與上一次導(dǎo)頻累加和求和，得到當(dāng)前導(dǎo)頻累加和。
3.一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的裝置，其特征在于該裝置包括以下模塊累加器模塊，各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊，計(jì)算模塊，模式判決模塊和控制模塊，其中，累加器模塊，接收初始解調(diào)后的導(dǎo)頻信號(hào)，并逐一將各個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)與其對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)的共扼相乘，得到各個(gè)導(dǎo)頻矢量積，將所有導(dǎo)頻矢量積相加，計(jì)算出導(dǎo)頻累加和，然后將導(dǎo)頻累加和輸出到計(jì)算模塊；各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)的各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)，并將該各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)輸出到計(jì)算模塊；計(jì)算模塊，將數(shù)據(jù)信號(hào)分別與數(shù)據(jù)信號(hào)各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)的共扼相乘，得到各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，然后分別計(jì)算當(dāng)前導(dǎo)頻累加和與該各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)的矢量和，并分別計(jì)算該各個(gè)模式矢量和的模值或能量值，然后將計(jì)算出的模值或能量值以及各個(gè)模式的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到模式判決模塊；模式判決模塊，選擇并輸出計(jì)算模塊中得到的模值或能量值最大模式的數(shù)據(jù)符號(hào)；控制模塊，向累加器模塊、各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊、計(jì)算模塊以及模式判決模塊各個(gè)模塊分別輸出使能信號(hào)，控制模塊間的工作時(shí)序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，模式判決模塊進(jìn)一步將模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量輸出到累加器模塊，累加器模塊將該模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)矢量與上一次導(dǎo)頻累加和求和，得到當(dāng)前導(dǎo)頻累加和。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的裝置，包括累加器模塊、計(jì)算模塊、控制模塊、各模式對(duì)應(yīng)符號(hào)生成模塊和模式判決模塊。本發(fā)明同時(shí)公開了一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的方法，利用兩矢量同方向時(shí)，其和的模值或能量值最大這一性質(zhì)，通過對(duì)模式已知的導(dǎo)頻進(jìn)行矢量累加來修正信道引起的旋轉(zhuǎn)角度，并逐一將所要判決的各個(gè)模式的數(shù)據(jù)信號(hào)與導(dǎo)頻累加和相加，判決出所得矢量和的模值或能量值最大模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)符號(hào)。本發(fā)明模塊化的裝置便于升級(jí)及維護(hù)，本發(fā)明方法，大大降低了數(shù)據(jù)信號(hào)模式判決的誤碼率，從而提高了無(wú)線通信系統(tǒng)的容量，改善了無(wú)線通信系統(tǒng)的性能。
文檔編號(hào)H04B1/76GK1635711SQ200310110390
公開日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者吳濤, 官波 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司