基于分组数据失真最小化的导频位置选择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，特别涉及一种在单载波频域均衡系统下应 用于发送端的基于分组数据失真最小化的导频位置选择方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会对无线电频谱资源的需求日益增长，无线电频谱已成为一种稀缺资源。 如何最大限度地利用无线电频谱资源一直以来都是通信领域亟需解决的关键问题。通信系 统的有效性与可靠性是相辅相承的两个质量指标体系，而在一定条件下两者之间却是矛盾 的。在无线通信系统中，衡量通信系统的有效性是依据发送端的数据发送效率，而衡量通信 系统传输的可靠性则主要是依据接收端的误码率。
[0003] 在单载波频域均衡系统中，采用数据与导频正交的发送端技术可以获得较好误码 性能，但是发送端的数据发送效率不高；采用数据与导频非正交的发送端技术可以提高数 据发送效率，但是却有相应的系统误码性能损失。采用频域导频复用技术的单载波频域均 衡系统便属于数据与导频非正交的发送端技术。在频域导频复用技术中，发送端通过导频 位置的选择来尽可能地减少系统误码率。
[0004] 目前已有的导频位置选择技术仍存在较多令人不满意的地方，主要是误码率高和 计算复杂，对于实际无线通信系统的上行链路并不适用。针对这些问题，目前亟待提出一种 复杂度低的，误码性能较佳的导频位置选择技术。
【发明内容】
[0005] 本发明的第一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于分组数据失 真最小化的导频位置选择方法，该导频位置选择方法利用发送数据块中信号之间的相关 性，通过对发送数据块进行抽取得到新的分组数据，以最大限度地减少分组数据失真来获 得较佳的系统误码性能，同时该导频位置选择方法计算复杂度极低，明显减少单载波频域 均衡系统的计算负载，从而进一步提高数据的发送效率。
[0006] 本发明的另一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于分组数据失 真最小化的导频位置选择装置。
[0007] 本发明的第一个目的通过下述技术方案实现：
[0008] -种基于分组数据失真最小化的导频位置选择方法，包括下列步骤：
[0009] S1、对发送端的时域数据符号进行等间隔抽取，从Np个不同的起始位置开始抽取， 得到Np个不同的时域数据分组，表示如下：
[0010]
[0011] 其中各标号的含义如下：
[0012]u:时域数据分组的起始位置，
[0013]Ti时域信号下标，
[0014] Np:频域导频个数，
[0015] N:每个时域数据块包含的符号个数；
[0016] M:相邻频域导频间的间隔且满足M=N/Np;
[0017] ST兰[.s> (0)，.vT(丨X…(/V-丨)];:时域数据块；
[0018]S2、对所述Np个不同的时域数据分组同时进行分组傅里叶变换，得到相应的Np个 不同的频域数据分组：
[0019]
[0020] 其中各标号的含义如下：
[0021]Fm:MXM的单位化傅里叶变换矩阵，其相应的元素可以定义为
[0022] 罗:频域信号下标；
[0023]S3、将上述分组傅里叶变换所得到相应的所述Np个不同的频域数据分组，通过最 小化最大化函数求解获得导频插入的初始位置d。，实现如下：
[0024]
[0025] 其中各标号及函数的含义如下：
[0026] 卜|2:取模的平方；
[0027]mG{〇，???，M-1}:频域导频位置的可能取值；
[0028] 是在n的定义范围内中可使函数f(n)取最小值的自变量值；
[0029] 足在n的定义范围内中可使函数f(n)取得的最大值。
[0030] 进一步的，所述步骤S1之前还包括下列步骤：
[0031]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。
[0032] 进一步的，所述步骤S3之后还包括下列步骤：
[0033]S4、发送端确定频域导频的插入位置，通过下式确定：
[0034] A= {d。，M+d。，? ? ?，（Np_l)M+d0}。
[0035] 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。
[0036] 本发明的另一个目的通过下述技术方案实现：
[0037] -种基于分组数据失真最小化的导频位置选择装置，包括下列模块；
[0038] 时域数据抽取模块，该模块用于对发送端的时域数据符号进行等间隔抽取，从Np 个不同的起始位置开始抽取，则可以得到Np个不同的时域数据分组，表示如下：
[0039]
[0040] 其中各标号的含义如下：
[0041] u:时域数据分组的起始位置，
[0042]T;肘域信号下标，
[0043]Np:频域导频个数，
[0044]N:每个时域数据块包含的符号个数，
[0045] M:相邻频域导频间的间隔且满足M=N/Np，
[0046] sT4[.V(0)，.sV(l),..,,.vT(,'V-l)]/ :时域数据块；
[0047] 分组傅里叶变换模块，该模块用于对所述Np个不同的时域数据分组同时进行分组 傅里叶变换，得到相应的N.个不同的颇域教抿分钼，
[0048]
[0049] 其中各标号的含义如下：
[0050] Fm:MXM的单位化傅里叶变换矩阵，其相应的元素可以定义为
[0051] 尸:频域信号下标；
[0052] 最小化最大化函数求解模块，该模块用于将上述分组傅里叶变换模块所得到相应 的所述Np个不同的频域数据分组，通过最小化最大化函数求解获得导频插入的初始位置 d。，实现如下：
[0053]
[0054] 其中各标号及函数的含义如下：
[0055] 卜|2:取模的平方；
[0056] mG{〇，???，M-1}:频域导频位置的可能取值；
[0057] /⑷：是在n的定义范围内中可使函数f(n)取最小值的自变量值；
[0058]nlf/(/7):足在n的定义范围内中可使函数f(n)取得的最大值。
[0059] 进一步的，还包括下列模块；
[0060] 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。
[0061] 进一步的，还包括下列模块：
[0062] 导频插入位置确定模块，该模块用于发送端确定频域导频的插入位置，通过下式 确定：
[0063] A= {d。，M+d。，? ? ?，（Np_l)M+d0}。
[0064] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0065] 1)基于分组数据失真最小化的导频位置选择方法所需要的计算量极低，并且每个 数据分组可以并行处理，很好地满足了单载波频域均衡系统的实时处理要求。
[0066] 2)基于分组数据失真最小化的导频位置选择方法不需要额外信道和噪声的信息， 只需要对发送端的数据进行简单处理，计算负载极低，符合实际通信系统的要求。
[0067] 3)基于分组数据失真最小化的导频位置选择方法可将每一个分组数据的失真限 制在一定范围内，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是为Np个导频情况下的时域数据分组示意图；
[0070]图3是本实施例一中基于分组数据失真最小化的导频位置选择方法流程步骤图；
[0071]图4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分 组数据失真最小化的导频位置选择方法的性能比较结果图；
[0072]图5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分组数据 失真最小化的导频位置选择方法的性能比较结果图；
[0073] 图6是本实施例二中基于分组数据失真最小化的导频位置选择装置的结构组成 图。
【具体实施方式】
[0074] 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。
[0075] 实施例一
[0076] 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d。。
[0077] 请参见图3,图3是本实施例一中基于分组数据失真最小化的导频位置选择方法 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d。的流程步骤，该基 于分组数据失真最小化的导频位置选择方法具体包括以下步骤：
[0078]S0初始参数设置步骤：设置每个发送端的时域数据符号块包含的符号个数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就只有单纯同相（I路）分量，而没有正交（Q路）分量。本 实施例中选择16-QAM的调制方式；设置导频个数Np，如Np= 16。
[0079]S1时域数据抽取步骤：对发送端的时域数据符号进行等间隔抽取，从Np个不同的 起始位置开始抽取，则可以得到Np个不同的时域数据分组。如图2所示，Np个不同的时域 数据分组可以表示为
[0080]
[0081] 其中各标号的含义如下：
[0082] u:分组数据的起始位置；
[0083] T:下标，表示时域信号，以便与频域信号进行区分；
[0084] Np:频域导频个数，分组的个数；
[0085] N:每个时域数据块包含的符号个数；
[0086] M:相邻频域导频间的间隔且满足M=N/Np;
[0087] 57.4[.、7(0)，.、>(丨)，.._，.、:,(~ -丨)]/_:时域数据块；
[0088] S2分组傅里叶变换步骤：对Np个不同的时域数据分组分别进行傅里叶变换，得到 相应的Np个不同的频域数据分组：
[0089]
(2)
[0090] 其中各标号的含义如下：
[0091] Fm:MXM的单位化傅里叶变换矩