本发明涉及一种ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法，属于数字无线通信传输
技术领域：
：。
背景技术：
：：在飞行器数据链系统中，随着机载任务载荷能力提升，地空数据链需要提供高速业务数据传输。同时，地空链路存在较大的多径干扰，需要通信体制具有抗频率选择性干扰能力。因此，飞行器数据链常采用正交频分复用(ofdm)技术、高阶正交幅度调制(qam)与高效信道纠错码如turbo码或ldpc码实现高速传输与抗干扰能力。但是，在ofdm数据链接收机中高阶qam调制需要准确软判决计算似然信息才能保证译码性能。文献“ofdm系统中改进的16qam软判决解调算法[j].现代电子技术,2012,35(3):119-122.”在均衡时利用信道信息改善信号总体的信噪比水平，并且使软判决结果包含更多的信道信息，从而提高软判决译码的性能。文献“快速生成qam比特置信度软判决度量的算法[j].电子与信息学报,2009,31(4):985-988.”通过将比特置信度引入到qam软判决度量的计算中来减少计算的复杂性。“短波数传中信号的软信息提取及频域均衡技术研究，西安电子科技大学2014.”对方形16qam信号和非方形16apsk信号进行了简化。文献“look-uptablebasedlowcomplexityllrcalculationforhigh-orderamplitudephaseshiftkeyingsignals[j].ieicetransactionsoncommunications,2012,e95(b(9)):2936-2938.”也简化了16apsk信号软信息计算方法。但是上述文献多针对算法本身进行分析、简化与改进，没有针对实际接收机中具体实现技术进行综合考虑，以优化解调与译码性能。技术实现要素：本发明解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供一种ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法，将软信息计算与agc相结合，以较低的计算复杂度提升软信息的准确度。本发明的技术解决方案为：ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法，包括如下步骤：步骤一、估计ofdm帧频域导频信号rp(k)的信号功率ps与噪声功率pn，并对接收的业务数据信号rd(k)进行自动增益控制处理，得到zd(k)；步骤二、将zd(k)进行软判决解映射，得到对应的软信息，供后续译码使用。所述步骤一中，估计ps的方法如下：按照如下公式，利用导频信号rp(k)得到信号功率估计ps：np为导频信号rp(k)的长度，xp(k)表示发送端发送的导频信号。所述步骤一中，噪声功率：所述步骤一中，当虚拟子载波数目nu≥导频信号rp(k)的长度np时，利用虚拟子载波ru(k)得到噪声功率估计pn：所述步骤一中，当虚拟子载波数目nu≥导频信号rp(k)的长度np时，其中nd计算接收信号总功率的信号个数。所述步骤一中，通过如下方法获得zd(k)：将量化格式<ld,li,lf>的rd(k)进行agc增益调整得到量化格式<ld,li,lf>的zd(k)：其中，ld＝li+lf+1表示有符号数据rd(k)的量化位宽，li表示整数位位宽，lf表示小数位位宽；η为增益调整因子，η＝p0/ps，p0为agc的目标功率值；目标功率值p0对应一个虚拟星座点，其实部、虚部设为且有所述步骤二中，当发送端发送的信号为16qam时，对zd(k)进行软判决解映射，得到4个比特b1、b2、b3、b4对应的软信息，具体实现方式如下：利用zd(k)计算量化格式<ld,li,lf>的软信息：lb1(k)＝re{zd(k)}lb3(k)＝im{zd(k)}其中，设16qam调制星座点的实部、虚部坐标为a、3a，则表示星座点中间值，||·||表示取整操作；ld＝li+lf+1表示有符号数据rd(k)的量化位宽，li表示整数位位宽，lf表示小数位位宽。对lb1(k)、lb2(k)、lb3(k)、lb4(k)截位得到用于译码的软信息，该软信息位宽为nd＝ni+nf+1，量化格式为<nd,ni,nf>，ni表示软信息整数位位宽，nf表示软信息小数位位宽。所述步骤二中，当发送端发送的信号为64qam时，对zd(k)进行软判决解映射，得到6个比特b1、b2、b3、b4、b5、b6对应的软信息，具体实现方式如下：利用zd(k)计算量化格式<ld,li,lf>的软信息：lb1(k)＝re{zd(k)}lb4(k)＝im{zd(k)}其中，ld＝li+lf+1表示有符号数据rd(k)的量化位宽，li表示整数位位宽，lf表示小数位位宽。对lb1(k)、lb2(k)、lb3(k)、lb4(k)、lb5(k)、lb6(k)截位得到用于译码的软信息，该软信息位宽为nd＝ni+nf+1，量化格式为<nd,ni,nf>，ni表示软信息整数位位宽，nf表示软信息小数位位宽。本发明与现有技术相比的优点在于：(1)本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法，将软信息计算与agc相结合可提高软信息计算准确度，其目标功率值p0为2的次幂，可降低增益调整因子计算复杂度。(2)本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法，在agc中利用导频或虚拟子载波信号计算信号功率估计的算法不受ofdm接收机载波同步影响；(3)本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法适用于高阶qam调制，似然信息量化格式结合了星座点特点，具有实现复杂度低，性能损失小的特点。附图说明图1为本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法框图；图2为本发明采用16qam与64qam映射方式的示意图，其中(a)为16qam映射方式，(b)为64qam映射方式；图3为本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法agc信号星座点；图4为本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法计算llr的统计分布；图5为本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法的ldpc译码性能。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法，主要包括如下步骤：步骤(一)、估计ofdm帧频域导频信号rp(k)的信号功率ps与噪声功率pn，并对接收业务数据信号rd(k)的进行自动增益控制(agc)处理，得到zd(k)。频域ofdm帧由长度np的qpsk调制导频信号rp(k)与长度nr的m-qam调制业务数据信号rd(k)组成，常采用4qam，或高阶调制16qam与64qam等。ofdm帧长为ns＝nu+nr+np，nu为虚拟子载波数目。首先利用导频信号rp(k)得到信号功率估计ps，噪声功率或者当nu≥np时利用虚拟子载波ru(k)得到噪声功率估计pn，其中|·|表示求绝对值，xp(k)表示发端发送的导频信号。然后设置agc的目标功率值p0，并求得增益调整因子η＝p0/ps，在实现中将量化格式<ld,li,lf>的rd(k)进行agc增益调整得到量化格式<ld,li,lf>的zd(k)：其中，ld＝li+lf+1表示有符号数据rd(k)的量化位宽，li表示整数位位宽，lf表示小数位位宽。所设目标功率值p0对应一个虚拟星座点，其实部、虚部设为且有此时，调整因子在实现过程中只需改变ps的整数位与小数位长度即可。步骤(二)、将步骤(一)得到的经过增益调整的zd(k)进行软判决解映射，得到对应的软信息。当发送端发送的信号为16qam时，对zd(k)进行软判决解映射，得到4个比特b1、b2、b3、b4对应的软信息，具体实现方式如下：利用zd(k)计算量化格式<ld,li,lf>的软信息：lb1(k)＝re{zd(k)}lb3(k)＝im{zd(k)}其中，设16qam调制星座点的实部、虚部坐标为a、3a，则表示星座点中间值，||·||表示取整操作；ld＝li+lf+1表示有符号数据rd(k)的量化位宽，li表示整数位位宽，lf表示小数位位宽。对lb1(k)、lb2(k)、lb3(k)、lb4(k)截位得到用于译码的软信息，该软信息位宽为nd＝ni+nf+1，量化格式为<nd,ni,nf>，ni表示软信息整数位位宽，nf表示软信息小数位位宽。当发送端发送的信号为64qam时，对zd(k)进行软判决解映射，得到6个比特b1、b2、b3、b4、b5、b6对应的软信息，具体实现方式如下：利用zd(k)计算量化格式<ld,li,lf>的软信息：lb1(k)＝re{zd(k)}lb4(k)＝im{zd(k)}然后，对lb1(k)、lb2(k)、lb3(k)、lb4(k)、lb5(k)、lb6(k)截位得到用于译码的软信息，该软信息位宽为nd＝ni+nf+1，量化格式为<nd,ni,nf>，ni表示软信息整数位位宽，nf表示软信息小数位位宽。一般的可取量化格式为<6,2,3>。图1为ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法框图，将频域同步与均衡后的ofdm信号提取导频与业务数据，进行信号功率估计与agc增益控制，然后计算软信息(软判决似然信息)，最后送给ldpc译码器。图2所示为频域采用的16qam映射方式示意图。下面以一个实施例对本发明ofdm数据链中基于agc的高阶qam软判决方法的性能仿真结果进行分析。图3所示为量化格式为<9,3,5>时业务数据在20db下星座点，所设目标信号功率为p0＝22×5+1＝2048。图4所示为软信息的量化格式为<6,2,3>时，一帧信噪比7.5db的ofdm信号的统计分布情况，可见信号幅值基本≤20。图5所示为采用码长4000、编码效率1/2的ldpc码进行译码后的性能，从仿真结果分析可知，在ber＝3×10-5时，理论仿真为7.2db，本发明方法约为7.5db，故本发明软判决方法在量化后性能比仿真性能损失约0.3db。本发明在ofdm接收机中通过导频载波或虚拟子载波准确估计频域信号的信号功率，据此设置接收信号agc的目标功率值，然后对调整增益后的接收信号计算量化的软信息(似然信息)，并将软信息的量化格式与agc目标功率值相关联，从而以较低的计算复杂度提升软信息的准确度。本发明未详细说明部分属于本领域公知技术。当前第1页12当前第1页12