專利名稱：一種e-utran上行鏈路循環(huán)檢測迭代判決反饋均衡算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信系統(tǒng)，尤其涉及一種E-UTRAN上行鏈路一種E-UTRAN上 行鏈路循環(huán)檢測迭代判決反饋均衡算法。
背景技術(shù)：
為了滿足人們對移動通信不斷發(fā)展的需求，在上行鏈路無線傳輸技術(shù)的選擇方面 有一些基本的要求如支持可升級帶寬，適中的PAPR/CM，保證上行傳輸?shù)恼恍缘?。單載 波傳輸方案DFT-S OFDM由于具有較低的PAPR (峰均比)/CM (cubic metric)，能夠提高功率 的有效性并擴(kuò)大覆蓋范圍，成為目前LTE上行傳輸?shù)幕竞蜻x方案。多徑傳播引起的信道衰落是高速無線數(shù)據(jù)傳輸中最重要問題之一。均衡是改造 現(xiàn)代信道傳遞特性的一種有效手段。線性均衡能夠在時域和頻域內(nèi)應(yīng)用，但是由于DFT-S OFDM系統(tǒng)是在頻域信道中傳播數(shù)據(jù)，因此運(yùn)用頻域均衡的復(fù)雜度遠(yuǎn)小于時域均衡。一般來 說，判決反饋均衡算法能夠獲得比線性均衡更好的誤碼性能。然而，判決反饋均衡固有的誤 碼傳播特點(diǎn)使得這種性能提升效果有限，使得在高信噪比時的性能增幅大大降低。在有的文獻(xiàn)中引入了 UW結(jié)構(gòu)來對抗上述的誤碼傳播問題。如圖2. b所示，UW是 一個確定序列代替了原數(shù)據(jù)塊尾部分的符號，同時也作為循環(huán)前綴，那么由于對其的判決 一定是正確的，則在很大程度上能夠阻斷誤碼傳播，從而提高可靠性。但是這種結(jié)構(gòu)不能滿 足圖2. a所示的協(xié)議幀結(jié)構(gòu)，可以將它修訂為兩個UW對接的形式，如圖2. c所示，這樣修改 的代價是，UW不攜帶信息又占據(jù)了數(shù)據(jù)位置，頻譜利用效率是比較低的。UW越長，雖可靠性 越好，但有效性越差。并且UW結(jié)構(gòu)的引入將會改變系統(tǒng)的發(fā)送機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在采用傳統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)(循環(huán)前綴)和發(fā)送機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提出一種新 的判決反饋均衡算法以及相對應(yīng)的接收機(jī)裝置。誤碼傳播是判決反饋均衡無法避免的問題，它是指由于反饋的作用，前面錯判的 符號會把這種錯誤隨著反饋帶到之后的符號判決中，導(dǎo)致后面的符號判錯，增加錯誤率。數(shù) 據(jù)在信道中傳播時，數(shù)據(jù)塊的頭部數(shù)據(jù)符號會受到循環(huán)前綴的多徑時延干擾，由如圖2. a 幀結(jié)構(gòu)所示，循環(huán)前綴是把數(shù)據(jù)塊尾部數(shù)據(jù)復(fù)制移動到數(shù)據(jù)塊的前面，所以可以把對數(shù)據(jù) 塊尾部符號的檢測當(dāng)作對循環(huán)前綴的檢測，并通過判決反饋機(jī)制將其用在對數(shù)據(jù)塊頭部符 號的檢測中，但是若之前對數(shù)據(jù)塊尾部符號的檢測錯誤，會因?yàn)檠h(huán)造成對數(shù)據(jù)塊頭部的 符號判決的錯誤，并且由于誤碼傳播，這些錯誤會傳播到較后的符號判決中，對整體的性能 有一定的影響。新方法沿用了傳統(tǒng)的循環(huán)前綴結(jié)構(gòu)，不改變發(fā)送端的幀結(jié)構(gòu)，以利于其能夠直接 應(yīng)用于現(xiàn)有接收端而不需更改發(fā)送端算法；采用了循環(huán)迭代算法檢測數(shù)據(jù)塊前端符號，以 利于阻斷數(shù)據(jù)塊間的誤碼傳播，提高檢測性能。本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)
1.帶有UW結(jié)構(gòu)的判決反饋均衡之所以能夠取得比傳統(tǒng)判決反饋均衡好的性能， 主要是由于前者中的UW隔斷了誤碼傳播，從而減小了判錯率。在新的算法中我們實(shí)際上是 通過多次迭代逐漸使檢測趨于正確，因此隨著迭代次數(shù)的增加，迭代算法會使得系統(tǒng)可靠 性趨近與UW結(jié)構(gòu)的情況，但卻不似UW改變了幀結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2.在循環(huán)檢測迭代判決反饋均衡中，第一次迭代前就確定了前向?yàn)V波器與反饋濾 波器的均衡系數(shù)以及通過前向均衡后的符號流s。只要將其在第一次迭代后保存下來，在 以后的迭代過程中不需要再重新計算均衡系數(shù)和s。所以多次迭代的只是線性運(yùn)算和硬判 決。所以復(fù)雜度并不高。3.為了減小復(fù)雜度，在迭代過程中采用的是硬判決，使得收斂速度比較快。本發(fā)明可以適用于1.2511、511、2.511、1011、1511、2011等帶寬的0 11-3 OFDM系統(tǒng)，也可 以用于其他單載波系統(tǒng)。


圖1是DFT-S OFDM發(fā)送端和接收端的系統(tǒng)框圖；圖2是LB中CP結(jié)構(gòu)和兩種UW結(jié)構(gòu)幀的比較圖；圖3是循環(huán)檢測迭代判決反饋均衡算法的實(shí)現(xiàn)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1是DFT-S OFDM發(fā)送端和接收端的系統(tǒng)框圖。對于單用戶而言，數(shù)據(jù)通過DFT變換為時域后被分配到指定的子載波中(占據(jù)的 子載波數(shù)目可設(shè)定，分配方式可有集中式和分布式)，共有512個子載波。再將此頻域信號 IFFT變換為時域信號形成LB (long block)，并加入循環(huán)前綴。多個LB構(gòu)成一個傳輸子幀。圖2是LB中CP結(jié)構(gòu)和兩種UW結(jié)構(gòu)幀的比較圖。子圖(a)是協(xié)議中要求的幀結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)LB中的后31位復(fù)制到塊前，形成循環(huán)結(jié) 構(gòu)。子圖(b)是傳統(tǒng)的UW結(jié)構(gòu)，兩個數(shù)據(jù)塊之間由確定序列UW填充，但是這種結(jié)構(gòu)無法用 于DFT-S0FDM系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)中。子圖(c)是為了將UW結(jié)構(gòu)用于DFT-S OFDM系統(tǒng)中時作的 修改結(jié)構(gòu)，它用一個UW代替了原來數(shù)據(jù)的尾部，顯然由于LB中包含了 UW會導(dǎo)致利用率下 降。圖3是循環(huán)檢測迭代判決反饋均衡算法的實(shí)現(xiàn)框圖判決反饋均衡的模塊框圖如圖3所示，主要由三部分組成前向?yàn)V波器(FFF)，逐 個符號檢測器，反饋濾波器(FBF)。前向?yàn)V波器采用頻域均衡，作用與線性均衡器相同；反 饋濾波器將前面已經(jīng)檢測的符號的判決輸出作為自身輸入，用過去已經(jīng)檢測的符號來估計 當(dāng)前正在檢測的符號的碼間干擾，然后將其與前向?yàn)V波器的輸出相減，從而減少了當(dāng)前輸 出符號的碼間干擾。為了減小算法的復(fù)雜度，前向均衡采用頻域均衡。新算法中，沿用了傳統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)如圖2. a所示，實(shí)現(xiàn)框圖如圖3所示。分別用W和 f表示判決反饋均衡的前向均衡系數(shù)和反饋均衡系數(shù)。反饋濾波器含有B個復(fù)數(shù)系數(shù)，是非 零的各個多徑延遲的時間(以符號周期計算)，即找到幅度最大的那個徑的延遲時間kl (以 符號周期計算)，同理依次是幅度第二大的延遲對應(yīng)k2，等。計算對應(yīng)的反饋均衡系數(shù)fkl，fk2,…這樣通過反饋剛好可以把這些延遲的徑抵消掉，減少干擾。為減小復(fù)雜度，抽頭系 數(shù)的數(shù)目多取2，即只考慮抵消幅度最大和次大的干擾徑。算法步驟如下(不失一般性，假定反饋抽頭數(shù)為2，第一個抽頭對應(yīng)第2條路徑，符 號時延為kl個符號周期，第二個抽頭對應(yīng)第3條徑，符號時延為k2個符號周期，接收信號 的時域頻域長度均為M)(1)設(shè)置迭代終點(diǎn)次數(shù)iterjnax，迭代計數(shù)itertimes = 0 ；(2)計算出均衡所需的前向均衡系數(shù)W和反饋均衡系數(shù)f ；(3)由輸入信號計算出通過前向均衡后的符號矢量，
其中R是一幀接收信息符號的離散傅立葉變換；(4)初始化；(5)若達(dá)到迭代終點(diǎn)即itertimes = iter_max時，結(jié)束迭代檢測，轉(zhuǎn)到(7)，否則 對s進(jìn)行反饋均衡得到，需要對符號進(jìn)行逐個硬判決，反饋方法因符號在數(shù)據(jù)塊中所處的 位置有如下不同，1、對前kl個符號進(jìn)行均衡和硬判決檢測，硬判決用Q0表示，
0033] 2、對第kl+1到k2個符號進(jìn)行均衡和硬判決，Zm = |^R,exp〔7 笠/m) - f； [am.ki ]腳-f； [a 一 ]m ( 3a)[am]new = Q(zm) (3b)3、對余下符號進(jìn)行均衡和硬判決， [am]new = Q(zm) (4b)(6)itertimeS+l，比較和，如果則結(jié)束迭代檢測，到(7)，否則到(5)；(7)解調(diào)輸出。
權(quán)利要求
一種E-UTRAN上行鏈路(DFT-S OFDM系統(tǒng))中適用的高效的判決反饋均衡新算法，該算法以傳統(tǒng)的頻域判決反饋均衡算法為基礎(chǔ)，增加了循環(huán)檢測機(jī)制，通過多次迭代反饋，大大減少了誤碼傳播，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，并通過硬判決實(shí)現(xiàn)較低的復(fù)雜度。
2.如權(quán)利要求1中所述的傳統(tǒng)的頻域判決反饋均衡算法，前向?yàn)V波器采用頻域均衡是 因?yàn)镈FT-S OFDM中的數(shù)據(jù)分散在各個子載波中傳送，以頻域均衡更直接，復(fù)雜度低。
3.如權(quán)利要求1中所述的循環(huán)檢測，其特征在于一方面由于多徑時延干擾的影響， 塊中前面的數(shù)據(jù)會影響的后面的數(shù)據(jù)，因此需要將前面數(shù)據(jù)的檢測反饋到后面數(shù)據(jù)的檢測 中；另一方面塊頭部的數(shù)據(jù)會受到CP的多徑時延干擾，而由于CP是塊尾部數(shù)據(jù)的復(fù)制， 所以我們需要將尾部的數(shù)據(jù)檢測結(jié)果反饋到下一級對前部數(shù)據(jù)的檢測中，如此形成循環(huán)檢 測。
4.如權(quán)利要求1中所述的迭代反饋，是指在權(quán)利要求書3中所述的循環(huán)檢測基礎(chǔ)上，進(jìn) 行多輪循環(huán)，通過多級迭代逐步提高檢測可靠性。
5.如權(quán)利要求1中所述的采用硬判決，是指在判決反饋均衡器的逐個符號檢測器中， 對符號進(jìn)行星座圖判決。由于迭代反饋需要多級，因此判決的復(fù)雜度不宜過高，采用硬判決 較為合適。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種在E-UTRAN上行鏈路中適用的高效的判決反饋均衡新算法。該算法以傳統(tǒng)的頻域判決反饋均衡算法為基礎(chǔ)，增加了循環(huán)檢測機(jī)制，通過多次迭代反饋，大大減少了誤碼傳播，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４送?，本算法在迭代反饋的過程中采用了硬判決，極大的減少了復(fù)雜度。并且該算法不用更改E-UTRAN協(xié)議中上行鏈路的幀結(jié)構(gòu)，不改變系統(tǒng)的發(fā)送機(jī)結(jié)構(gòu)，也不影響有效性。
文檔編號H04L25/03GK101877685SQ20091008325
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者楊浩 申請人:楊浩