基于判决门限的最优导频位置插入方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字无线通信的技术领域，特别涉及一种应用于发送端的基于判决门 限的最优导频位置插入方法。
【背景技术】
[0002] 当前无线通信系统存在用户速率需求与无线频谱稀缺性之间的尖锐矛盾，而解决 该矛盾的关键在于实现在有限的通信带宽内进一步提高频谱利用率。传统的单载波频域均 衡系统采用导频与数据正交的导频插入方法，但是数据发送效率不高。而采用频域导频复 用技术的单载波频域均衡系统则可以提高数据发送效率，在一定条件下获得更高的频谱利 用率。对于采用频域导频复用技术的单载波频域均衡系统，导频位置的选择决定着数据块 的失真程度，进而很大程度影响了系统的性能。
[0003] 现有的导频位置插入方案存在很多的不足，主要是误码率和复杂度较高，难以直 接应用在单载波频域均衡系统下，所以亟待提出一种以较低的复杂度来实现数据的可靠传 输，更适合单载波频域均衡系统的应用。
【发明内容】
[0004] 本发明的第一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于判决门限的 最优导频位置插入方法，该导频位置插入方法能够实现最大限度地利用判决门限的信息， 并且获得极低的误码率结果，同时实现低复杂度的初始导频位置选择，适用在采用频域导 频复用技术的单载波频域均衡系统的实际应用中。
[0005] 本发明的另一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于判决门限的 最优导频位置插入装置。
[0006] 本发明的第一个目的通过下述技术方案实现：
[0007] -种基于判决门限的最优导频位置插入方法，包括下列步骤：
[0008]S1、对原始输入的时域数据块sn进行傅里叶变换得到频域数据块Sk，两者之间的 对应关系如下：
[0009]
[0010] 其中各标号的含义如下：
[0011] sn:在时域上发送的L2QAM符号，其同向分量汧丨*?,}和正交分量丨分别独立取 自符号集{±d, ± 3d, . . .，± (L-l)d}，
[0012] d:星座点间最短距离的一半，
[0013]N:每个数据块包含的符号个数，
[0014] n :下标，时域信号的位置，
[0015] k:下标，表示频域信号的位置，
[0016]L2:星座点的总数；
[0017]S2、根据所述频域数据块&和不同起始位置b，分别计算得到所述时域数据s"相 对应的失真度if]，计算公式如下
[0018]
[0019] 其中各标号的含义如下：
[0020] b:不同起始位置选择，
[0021] Ww={b，M+b，? ? ?，（Np_l)M+b}:导频插入位置，
[0022] Np:导频个数，
[0023]M:相邻导频间的间隔且满足M=N/Np;
[0024]S3、根据所述时域数据块sn和其相对应的所述失真度if]得到不同时域数据块符 号相对应的判决门限的度量值;
[0025]S4、根据所述判决门限的度量值最小化来得到导频插入的初始位置b。，具体实 现如下：
[0026]
[0027] 进一步的，所述步骤S3中判决门限的度量值if通过下式求得：
[0033] 进一步的，所述步骤S1之前还包括下列步骤：
[0034]S0、设置每个数据块包含的符号个数N，其中N= 64, 128, 256, 512, 1024,…;设置 时域数据符号的调制方式，设置导频个数Np。
[0035] 进一步的，所述步骤S4之后还包括下列步骤：
[0036]S5、发送端确定导频插入位置，通过下式确定：
[0037] ={d0,M+ (tv,,-1)m+Z>0}q：
[0038] 进一步的，所述调制方式包括PAM脉冲幅度调制或QAM正交振幅调制。
[0039] 本发明的另一个目的通过下述技术方案实现：
[0040] 一种基于判决门限的最优导频位置插入装置，包括下列模块：
[0041] 傅里叶变换模块，该模块用于对原始输入的时域数据块\进行傅里叶变换得到频 域数据块&，两者之间的对应关系如下：
[0042]
[0043]其中各标号的含义如下：
[0044] sn:在时域上发送的L2 QAM符号，其同向分量9取和正交分量分别独立取自 符号集{±d,±3d,? ? ? ,±(L-l) d}，
[0045]d:星座点间最短距离的一半，
[0046]N:每个数据块包含的符号个数，
[0047]n :下标，时域信号的位置，
[0048]k :下标，表示频域信号的位置，
[0049]L2:星座点的总数；
[0050] 失真度计算模块，该模块用于根据所述频域数据块&和不同起始位置b，分别计算 得到所述时域数据\相对应的失真度if1,计算公式如下
[0051]
[0052] 其中各标号的含义如下：
[0053]b :不同起始位置选择，
[0054] W[b]= {b，M+b，? ? ?，（Np_l)M+b}:导频插入位置，
[0055]Np:导频个数，
[0056]M:相邻导频间的间隔且满足M=N/Np;
[0057] 判决门限度量值计算模块，该模块用于根据所述时域数据块sn和其相对应的所述 失真度得到不同时域数据块符号相对应的判决门限的度量值If];
[0058] 导频插入初始位置确定模块，该模块用于根据所述判决门限的度量值最小化 来得到导频插入的初始位置b。，具体实现如下：
[0059]
[0060] 进一步的，还包括下列模块：
[0061] 初始参数设置模块，该模块用于设置每个数据块包含的符号个数N，其中N= 64, 128, 256, 512, 1024,…；设置时域数据符号的调制方式，设置导频个数Np。
[0062] 进一步的，还包括下列模块：
[0063] 导频插入位置确定模块，该模块用于发送端导频插入位置，通过下式确定： vpt 〇] - </^? ；^/ + /-；〇,...,i ；V^- \^M +hQ}〇
[0064] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0065] 1)基于判决门限的最优导频位置插入方法并无复杂的计算，不需要额外信道和噪 声的信息，便于单载波频域均衡系统的实时处理；
[0066] 2)判决门限的度量值可以直接反映信号的失真结果，较大的度量值表示该信号更 易于准确判决；
[0067] 3)基于判决门限的最优导频位置插入方法可实现最大限度地利用判决门限的信 息，并且获得极低的误码率结果。
【附图说明】
[0068] 图1是频域导频复用技术的导频插入示意图；
[0069]图2是本实施例一中基于判决门限的最优导频位置插入方法流程步骤图；
[0070] 图3是在高斯白噪声信道下的几种导频位置插入方案与本实施例一中的基于判 决门限的最优导频位置插入方法的性能比较结果图；
[0071] 图4是在频选信道下的几种导频位置插入方案与本实施例一中的基于判决门限 的最优导频位置插入方法的性能比较结果图；
[0072] 图5是本实施例二中基于判决门限的最优导频位置插入装置的结构组成图。
【具体实施方式】
[0073] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下参照 附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。
[0074] 实施例一
[0075] 请参见图1，图1是频域导频复用技术的导频插入示意图，图1给出了直观的导频 等间隔插入数据块的方法，清楚可见，要实现导频等间隔插入的关键，是如何确定导频插入 的起始位置b。。
[0076] 请参见图2,图2是本实施例一中基于判决门限的最优导频位置插入方法流程步 骤图，该流程步骤图详细给出了如何确定导频插入的起始位置b。的流程步骤，该基于判决 门限的最优导频位置插入方法具体包括以下步骤：
[0077] S0初始参数设置步骤：设置每个数据块包含的符号个数N，如N= 64, 128,256,512, 1024，…；设置时域数据符号的调制方式，如PAM(PulseAmplitude Modulation)脉冲幅度调制和QAM(QuadratureAmplitudeModulation)正交振幅调制，其 实PAM是QAM的特殊情况，PAM就只有单纯I路，而没有Q路。本实施例中选择16-QAM的 调制方式；设置导频个数Np，如Np= 16。
[0078] S1傅里叶变换步骤：对当前的时域数据块sn进行傅里叶变换得到频域数据块，两 者之间的对应关系如下：
[0079]
(1)
[0080] 其中各标号的含义如下：
[0081] sn:在时域上发送的L2QAM符号，其同向（I路）分量％.S,!和正交（Q路）分量 、、丨-S'J_分别独立取自符号集{±d, ±3d, ? ? ? , ± (L-l)d};
[0082] d :星座点间最短距离的一半；
[0083] N :每个数据块包含的符号个数；
[0084] n :下标，时域信号的位置；
[0085] k :下标，表示频域信号的位置；
[0086] L2:星座点的总数。
[0087]S2失真度计算步骤：根据傅里叶变换的输出和不同起始位置b，计算得到频域数 据符号Sk相对应的失真度友
[0088]
[0089]其中各标号的含义如下：
[0090]b:不同起始位置选择；
[0091] W[b]= {b，M+b，? ? ?，（Np_l)