一种频域导频复用技术的信号失真重建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领域，特别涉及一种频域导频复用技术的信号失真重建 方法。
【背景技术】
[0002] 在无线通信系统中，接收端的基本任务是尽可能地恢复发送端发送的数据，即尽 可能地减少系统的误比特率。在实际通信系统中，评价接收机的优劣主要是根据接收机算 法的误码性能、实时处理效率和算法复杂度，而衡量通信系统传输的可靠性最主要是依据 接收端的误比特率。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，但数据发送效率的提高是以数据的部分失真为代价的。因此，接收端需要很好地补偿这 部分失真，对失真的数据块进行信号失真重建，以期获得尽可能低的系统误比特率。
[0003]目前已有的信号失真重建算法是利用初步检测的数据对部分失真的数据进行估 计补偿，然后再对补偿后的数据块进行检测。然而，这种方式容易引起误码扩散的问题，特 别是在估计补偿不准确的情况下。因为初步检测的数据的不准确反馈回去的补偿信息也会 有一定的失真，很可能对原本接收到的数据引入更多的失真，进而加重了检测数据输出结 果的不准确。同时，信道失真的不完全补偿也会对后面的信号重建产生不好的影响，很可能 加重系统误码扩散的问题。
【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，提供一种频域导频复用技 术的信号失真重建方法。
[0005] 本发明的另一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种频域导频复用技 术的信号失真重建装置。
[0006] 本发明的第一个目的通过下述技术方案实现：
[0007] -种频域导频复用技术的信号失真重建方法，包括下列步骤：
[0008]S1、输入原始数据，所述原始数据包括：导频的起始位置b。、频域信号对应的信道 响应丨以、均衡后频域数据块{& }=，其中频域数据块包含符号个数N，相邻导频间的 间隔M，符号集x，初始化p= 0 ;
[0009] S2、对所述均衡后频域数据块仏进行反傅里叶变换得到试Jt1，再对^ 进行硬判决，得到频域数据块的初步检测结果{ifI：：。1，并存入数据块存储单元；
[0010]S3、将当前存在数据块存储单元的初步检测结果试丨、;：：〗进行傅里叶变换，得到频 域的估计数据块成丨
[0011]
；
[0012]S4、由最大似然估计算法得到第p个数据的最优估计结果s'，实现如下：
[0013]
[0014] 其中，下标p表示当前更新数据的位置；
[0015] S5、将由最大似然估计算法得到的第p个数据的最优估计结果s'替换数据块存 储单元中的第P个数据，实现如下：~ =夂?并令p=P+1;
[0016] S6、检测p彡N是否成立，若成立，则重复步骤S3~步骤S5,若不成立，直至所述均 衡后频域数据块迭代更新完成，并输出最终结果R);:1。
[0017] 进一步的，所述均衡后频域数据块为
[0018]
'，
[0019] 其中各符号的含义如下：
[0020]
为频域上的发送信号，sn是在时域上发送数据，取自符号集 x，N为每个所述均衡后频域数据块包含的符号个数，n为下标，表示时域信号的位置，k为 下标，表示频域信号的位置，Vk为第k个频域信号对应的高斯白噪声，Hk为第k个频域信号 对应的信道响应，b。为导频的起始位置，M为相邻导频间的间隔。
[0021]进一步的，所述数据块存储单元将所述频域数据块的初步检测结果和由 最大似然估计算法对所述均衡后频域数据块的最优估计结果同时存储起来，当所有 数据迭代更新结束，将存储的数据输出，作为接收端的信号重建结果。
[0022] 进一步的，所述步骤S5中数据块存储单元中的数据替换为逐个数据符号更新。
[0023] 本发明的另一个目的通过下述技术方案实现：
[0024] -种频域导频复用技术的信号失真重建装置，包括下列模块：
[0025] 原始数据输入模块，该模块用于输入原始数据，所述原始数据包括：导频的起始 位置b。、频域信号对应的信道响应、均衡后频域数据块彳，其中频域数据块包 含符号个数N，相邻导频间的间隔M，符号集x，初始化p= 0 ;
[0026] 初步检测模块，该模块用于对所述均衡后频域数据块进行反傅里叶变换得 到{zn}=，再对进行硬判决，得到频域数据块的初步检测结果{#)=，并存入数据 块存储单元；
[0027] 傅里叶变换模块，该模块用于将当前存在数据块存储单元的初步检测结果 试^^Jo1进行傅里叶变换，得到频域的估计数据块{无丨t。1 :
[0028]
；
[0029] 最大似然估计模块，该模块用于运用最大似然估计算法得到第p个数据的最优估 计结果s'，实现如下：
[0030]
[0031] 其中，下标p表示当前更新数据的位置；
[0032] 更新模块，该模块用于将由最大似然估计算法得到的第p个数据的最优估计结果 s'替换数据块存储单元中的第p个数据，实现如下：& == #，并令p=p+1 ;
[0033] 循环检测模块，该模块用于检测p彡N是否成立，若成立，则依次调用所述傅里叶 变换模块、最大似然估计模块和更新模块，若不成立，则所述均衡后频域数据块迭代更新完 成，输出最终结果。
[0034] 进一步的，所述更新模块中数据块存储单元中的数据替换为逐个数据符号更新。
[0035] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0036] 1)本方法发明基于最大似然的准则可实现最大限度地利用接收端的信息，获得极 低的误码率结果，明显改善了现有信号失真重建方法的较差的误码性能。
[0037] 2)本方法发明基于最大似然的准则，直接从统计意义上获得最佳的信号估计，抑 制了误码扩散，使接收端的信号恢复更加准确可靠。
[0038] 3)本方法发明使用迭代的方式，对单个符号进行更新，极大地减少了计算的复杂 度。
【附图说明】
[0039] 图1是实施例一中频域导频复用技术的信号失真重建方法的流程图；
[0040] 图2是实施例一中高斯信道下的几种信号失真重建方法与本发明的基于最大似 然准则信号失真重建方法的性能比较仿真图；
[0041] 图3是实施例一中频选信道下的几种信号失真重建方法与本发明的基于最大似 然准则信号失真重建方法的性能比较仿真图；
[0042] 图4是实施例二中频域导频复用技术的信号失真重建装置的组成框图。
【具体实施方式】
[0043] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，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。
[0044] 实施例一
[0045] 请参见图1，图1是本实施例一中一种频域导频复用技术的信号失真重建方法的 流程图。如图1所示，该方法是一种通信接收端的数据信号失真重建的方法，在单载波频域 均衡系统下实施的，主要应用在无线通信的上行链路，实现接收端对失真信号进行重建。
[0046] 下面结合图1，具体说明该实施例公开的频域导频复用技术的信号失真重建方法 的流程步骤。
[0047] 步骤S1 :输入原始数据。具体包括：
[0048] 输入导频的起始位置b。，频域信号对应的信道响应{//上匕1，均衡后频域数据块 ；，其中数据块包含符号个数N，相邻导频间的间隔M，符号集x，初始化p= 0 ;
[0049] 步骤S2 :对均衡后频域数据块进行初步检测，并存入数据块存储单元。具体如下：
[0050] 对所述均衡后频域数据块{忑}^1:进行反傅里叶变换匕丨;^1，再对:进行硬判 决，得到频域数据块的初步检测结果{以^：：。1，并存入数据块存储单元。
[0051] 这里的均衡后频域数据块为
[0052]
(1)
[0053] 其中各符号的含义如下：
[0054]
为频域上的发送信号，而sn是在时域上发送数据，取自符号 集x;
[0055]N:每个数据块包含的符号个数；
[0056] n :下标，时域信号的位置；
[0057] k :下标，频域信号的位置；
[0058]Vk:第k个频域信号对应的高斯白噪声；
[0059]Hk:第k个频域信号对应的信道响应；
[0060]b。:导频的起始位置；
[0061] M :相邻导频间的间隔；
[0062] 步骤S3、将当前存在数据块存储单元的初步检测结果进行傅里叶变换，得 到频域的估计数据块成.}=:
[0063]
(2)
[0064] 步骤S4、由最大似然估计得到第p个数据的最优估计结果s';
[0065] 最大似然估计得到单个时域数据的最优估计结果，实现如下：
[0066]
[0067] 其中，下标p表示当前更新数据的位置。
[0068] 步骤S5、数据更新，将由最大似然估计得到的第p个数据的最优估计结果s'替换 数据块存储单元中的第P个数据，并令p=P+1 ;
[0069] 实现如下：
[0070] % = / (4)
[0071] 数据块存储单元同时将频域数据块的初步检测结果和更新结果临时存储起来，当 所有数据更新结束之后，便将存储的数据块输出，作为接收端的信号重建结果。
[0072] 步骤S6、检测是否p<N，若p<N，则重复步骤S3~步骤S5,直至整个数据块迭 代更新完成，即P=N，并输出最终结果氏。
[0073] 综上可知，基于最大似然准则的信号失真重建方法，由步骤S3傅里叶变换和步骤 S4最大似然检测按顺序循环工作完成均衡。
[0074] 由均衡后频域数据块为（1)，根据最大似然准则，可以得到
[0075]
(5)
[0076] 其中 § = [?0,…，IjvmF:，s= [s。，? ? ?，sNJ'Z= [Z。，? ? ?，ZNJT，概率函数f(Z|s)可 以表示为：
[0077]
[0078] 其中3=[5。，...，&1]1是8的傅里叶变换，€ = (^8彳//"|，?…//、人!.，r表示一矢 量，其第k个元素表示为
[0082] 但是，直接