的信号如下：
[0136]
[0137] 将接收到的每个频率采样信号添加16个零，比如第一个频点标号8对应的采样 信号处理为：[0.2885+0.6302」-0.9972+0.3911」-0.5616-0.836幻_-0.1120+0.3936」 -0.8558-0. 2177j 0.0447-0. 9994j 0.5175+0. 7857j-l. 8441-0. 1014j 0.4133+0. 2623j 0. 0626+0. 9637j-0. 3223-0.9623j 0. 6817+0. 4711j-0.8466+0. 7316j-0.2359-0.0938j 0.0219+1. 0805j-0. 0729-0. 1035j 000000000000000 0]
[0138] 然后通过|FFT|2再取其前16个值，得到观测空间的随机向量AiA2B2…A15 815，其中4=^1，\2，"*，\ 16)1為=(81;,1，81;, 2，"％81;,16)1，1^是帧时刻，1'是转置符号，八 1^ 和By表示一帧中第k时刻信号中第j个频点的能量值；
[0139] 步骤B-2.Turbo译码：将步骤B-1得到的信号AiA2B2…A4QB4Q经过OOK解 复用成4A2…A4(l和1B2…B4(l分别送入两个子译码器，而这两个子译码器又分别通过 40位QQP交织器和相应的解交织器串行级联而成，其中这里的40位QQP交织器由于RSC选 择特定的反馈系数，所以是双归零交织器；为方便表示将解复用送入子译码器的信号向量 都表示为Y= %」：1彡i彡15, 1彡j彡16}，其中Yu彡0是第i跳信号做|FFT| 2得到 的对应于频率集中的第j个频点的能量值；即A:A2…A4(i对应子译码器1的信号输入，B:B2 …B4(i对应子译码器2的信号输入。
[0140] 一、对于子译码器1输入的能量信号表示为Y，如下：
[0141]
[0142] (1)按照前面的算法公式得到前向递推Alpk(S)的值（其中定义初始值的<-= 1010)：
[0143]
[0144]
[0145] 可以看见，当帧时刻k=1时，有=〇,L_e21(uk)=0,所以有其 中A可能值有
[0146]
[0147] 然后最有可能是 5
[0148]
[0149]
[0150]
[0151] 对于时刻k= 2, 3,……，14也是按前面算法公式推算而得。
[0152] (2)按照前面的算法公式得到后向递推Betk(s)的值：
[0153]
[0155] (3)由于是第一次进行译码，所以初始L_e21(uk) = 0,则L_el2' (uk) =L: (uk), 所以从译码器1到译码器2的先验信息L_el2' (uk)为：[29802. 688104 -29802. 688104 29802.688104 29802.688104 29802.688104 -31932.556711 -47775.049110 -42090. 940130 -42090. 940130 36934. 679076 -36934. 679076 -36934. 679076 ...... -32526. 953964 -32526. 953964 32526. 953964]
[0156] 然后通过QQP交织器得到L_el2(uk)为：[36934. 679076 -47775. 049110 17214.518101 -36934.679076 -17605. 298582 -17214. 518101 17542.675868 17605.298582 -32526.953964 -17542.675868 29802.688104 -28401.413627 36934. 679076......-28401. 413627 -42090. 940130 29802.688104]
[0157] 二、对于子译码器2输入的能量信号表示为Y:
[0158]
[0160] (1)按照前面的算法公式得到前向递推Alpk(S)的值：
[0161]
[0162] (2)按照前面的算法公式得到后向递推Betk(s)的值：
[01如
[0164]
[0165] (3)按照前面的算法公式得到译码器2的后验对数似然比L2(uk)值为： [92113.515642 -129305.310403 106291.921874 -157496.405348 -104358.782002 -92113. 515642 106102. 532821 101243. 996895 -87543. 875384 -102949. 696818 ...... -109068.072643 110282.671021]
[0166]然后经过解交织得到L' 2(uk)值为：[110282. 671021 -86855.410780 87543.875384 108418.572685 63263.867304 -86291.906076 -129305.310403 -109068.072643 -107508. 815385 101243.996895 -98996. 243310 -71954. 312070 ......-87543. 875384 -70472. 365909 88361. 055666]，最后进行硬判决，L，2(uk)多 0 则译 码输出为1，L' 2(uk)〈〇则译码输出为〇,则最后译码帧输出为：[1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0……0 0 1]，结果和信源的输出帧是一样的，说明是正确译码。
[0167] 如果要进行迭代两次及以上的译码，则需要将上面译码器2的后验对数似然比 L2 (uk)减去译码器1到译码器2的先验信息L_el2 (uk)得到L_e21' (uk)，再通过解交织器 得到L_e21 (uk)，然后送入子译码器1，然后重复步骤B-2,直到迭代次数完成并译码输出。
[0168] 至于对下一帧的信号编译码，则重复步骤A-1到步骤B-2 ;需要注意的是上一帧最 后时刻的信号对下一帧时刻的译码是有帮助的，即前后帧之间是有关联的，例如在实施例 中对下一帧进行译码，则步骤B-2的第一次迭代中译码器1的计算前向递推Alpk(S)的值 时，当时刻k= 1时，有的值为上一帧最后时刻对应的值。
[0169] 利用Matlab对本发明与【背景技术】裴小东博士论文中提出的Turbo-DHl在 Rayleigh信道中的一次和四次迭代误码率性能进行仿真对比，其仿真结果如附图2所示。 从附图2可以看出，在Rayleigh信道中，BER=IX10_4时，【背景技术】正交迭代1次、迭代4 次分别需要约12dB和7. 2dB，本发明非正交因子为1/4的迭代1次、迭代4次分别降到了约 9. 7dB和6.ldB，信噪比增益相应提高了约2. 3dB和1.ldB。
【主权项】
1. 一种非正交频谱的Turbo-Dm编译码方法，包括信号组帧、Turbo编码、调制信号 生成、信号解调、Turbo译码的步骤，其特征在于，所述信号组帧步骤中增加n个寄存器， n为正整数，即RSC寄存器的个数为N+n;所述调制信号生成步骤中设定相邻频点间隔 为;所述信号解调步骤中在接受到的每个频率采样的M个采样点信号后添加 (2n-l) *M个零，再通过IFFT12取其前M个值，得到观测空间的随机向量，最后进行译码输出。2. -种非正交频谱的Turbo-DFH编译码方法，具体包括以下步骤： 发射端A 步骤A-I信号组帧：信源发送周期为Tb的信息比特序列，组成每帧长为K比特帧信号uk，其中每帧中最后N+n个比特是根据相应RSCl的寄存器状态来添加的，为了使RSCl归零； 其中N是正交情况下的RSC寄存器个数，n是相同带宽下从正交到非正交增加的RSC寄存 器个数； 步骤A-2Turbo编码：将步骤A-I生成的帧信号Uk送入RSCl进行1/2n非正交处理，RSCl根据寄存器状态到频率状态映射函数输出帧长为K的频点标号序列ak，同时将步骤A-I生 成的帧信号Uk送入K位3GPP中的QPP交织器，得到交织后的帧信息送入RSC2进行1/2 "非 正交处理，然后根据寄存器状态到频率状态映射函数得到频点标号序列bk;将频点标号序 列ak和频点标号序列bk同时送入二进制启闭键控进行复用，生成帧长为2K、周期为Tb/2的 频点标号序列akbk; 步骤A-3调制信号生成：将步骤A-2生成的频点标号序列akbk送入DDS，DDS根据频点 标号按照相邻非正交频点间隔为生成调制频率信号； 接收端B 步骤B-I信号解调：将接收到的每帧时刻信号经采样得到M个采样值后，在每个频率 采样信号后添加（2n-i)*M个零，然后通过IfftI2取其前M个值，得到观测空间的随机向量 A1B1A2B2…AkBK，其中Ak= (Ak，，Ak，M)T，Bk= (BluiBt2，...，Bk，M)T，K是帧长，k是帧时 刻，k= 1，2,…，K，T是转置符号，Alu和B表示一帧中第k时刻信号中第j个频点的能量 值;M是频率集中频点的个数，且M= 2N+n，N+n>l，N+n是RSC中寄存器的个数； 步骤B-2Turbo译码：将步骤B-I得到的信号A1B1A2B2…AkBk经过OOK解复用成AA…AjPBA…&分别送入两个子译码器，而这两个子译码器又分别通过K位3GPP中的QPP 交织器和相应的解交织器串行级联而成；将解复用送入子译码器的信号向量都表示为Y= 1彡i彡K，1彡j彡M}，其中Yi,0是第i跳信号经过IFFTI2得到的对应于频率集 中的第j个频点的能量值，两个子译码器分别接收到K跳向量信号，进行迭代译码输出。
【专利摘要】一种非正交频谱的Turbo-DFH编译码方法，属于无线通信技术领域。包括信号组帧、Turbo编码、调制信号生成、信号解调、Turbo译码步骤，所述信号组帧步骤中增加n个寄存器，n为正整数，即RSC寄存器个数为N+n；所述调制信号生成步骤中设定相邻频点间隔为1/(2n-1*Tb)(Hz)，即输出信号的频点个数变为原来的2n倍；所述信号解调步骤中在接受到的每个频率采样信号后添加(2n-1)*M个零，通过|FFT|2取其前M个值，得到观测空间的随机向量，最后译码输出。该方法在限定的频带宽度中，通过非正交频谱技术提高了相同带宽中的频点个数，利用其编码增益大于非正交频谱泄露带来的影响，改善Turbo-DFH系统的性能。
【IPC分类】H04L1/00, H04B1/713
【公开号】CN104935407
【申请号】CN201510292488
【发明人】董彬虹, 唐鹏, 赵岩, 杜洋, 董立君, 曹波
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月1日