一种基于重复编码的ofdm判决辅助信道估计算法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于重复编码的0FDM判决辅助信道估计算法，属于低压电力线 载波通信领域。
【背景技术】
[0002] 电力线载波通信技术是利用电力线作为媒介进行数据传输的一种通信方式，具有 天然的优势。随着国家智能电网的建设，电力线作为一种经济方便的通信媒介受到青睐，然 而我国电网环境复杂，诸多接入到电网中的电器带由于自身产生的一些干扰信号使得电力 线通信信道上存在多种干扰，并且接入的电器引起负载、阻抗等的变化，使得电力线通信信 道产生频率选择性衰落，对电力线通信带来较大的影响，尤其是对宽带电力线通信系统的 高速传输极为不利。
[0003] 正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，缩写为0FDM)是 当前高速应用中使用较多的调制方法，其优点是将频率选择性信道转变为平坦衰落信道， 利用循环前缀克服码间干扰（Inter-SymbolInterference，ISI)的影响，然而电力线信道 环境中，多径时延不稳定，利用循环前缀并不能完全消除多径的影响，系统仍然存在频率选 择性衰落，并且电网中某些电器引入的干扰也会导致0FDM系统中某些频段上的深衰落，这 就需要有有效的手段来进行信道质量的估计，为系统的解码、解调提供有效的信息。同时， 可以利用0FDM系统的特点，可以针对不同的子载波的信道增益和信道质量分配不同的发 送功率和承载比特数，最优化系统传输性能，这就需要精准、实时的信道估计手段和方法， 尤其是在电力线通信环境中。
[0004] 目前多个宽带电力线载波通信协议，包括ITUG.hn，HomePlugAV等，每个物理层 数据帧通常由前导0FDM符号，帧头0FDM符号和用户数据0FDM符号等多个0FDM符号构成， 在目前多个宽带电力线载波通信协议，包括ITUG.hn，HomePlugAV等，都采用了这种重复 编码级联前向纠错编码的信道编码方案。重复编码是一种提高通信可靠性的简单方法，和 常用的前向纠错编码相比，编码增益较低，但可以灵活配置重复次数，以满足在不同信道条 件下可靠通信的要求，同时重复编码也有解码复杂度低的优势。在实际系统中，重复编码往 往会和前向纠错编码构成串行级联码，以获得编码增益和实现复杂度之间的平衡。重复编 码提供了额外的时间分集，除了用于信道编码，还可用于信道的估计与跟踪。为了降低频率 选择性衰落对重复编码的影响，同一个发送比特的不同副本，一般都会尽可能分配到不同 的子载波。先收到的比特副本的软判决可以和当前接收到的比特软判决加权平均，然后重 构出对应子载波的符号判决，用于信道的判决辅助估计。与一般的符号判决辅助信道估计 相比，由于多个比特副本的存在，符号判决的正确度可以逐步提高，从而提高信道估计的精 度。
【发明内容】
[0005] 本发明提出利用帧控制头和后续有效载波数据的重复编码的分集特性，利用先收 到的比特副本的软判决结果和当前接收到的比特软判决结果进行加权平均，然后重构出对 应子载波的符号判决，用于信道的判决辅助估计。既增加了估计的样本点数，又不会带来插 入导频引起的数据带宽的损失。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
[0007] -种基于重复编码的0FDM判决辅助信道估计算法，其简化的系统频域模型为，
[0008]
[0009] 其中，端为频域发送符号，为信道传递函数，M免为频域等效噪声干扰，n 为OFDM符号序号，k为子载波序号；该算法具体步骤如下：
[0010] (1)令信道估计甩=砥，其中碣为信道初始估计；初始化编码比特软判决值 - 0；：
[0011] (2)根据当前信道估计塊，计算频域均衡后的符号值期和该符号对应的比特软 判决值{却,，其中，n为0FDM符号序号，k为子载波序号，mG{〇, 1，2,…，MJ为该子载波 符号对应的比特序号，1,是子载波k上承载的比特数；
[0012] (3)根据重复编码规则，加权累加编码比特软判决值：
[0013]
[0014] 其中w为加权系数，wG(〇,l]，f(k，m，n)是^对应的前向纠错码字中的比
[0015] 特序号；(4)根据当前比特软判决值{LW??}计算编码比特的纠删判决值吨}，
[0016]
[0017] 共中t为止数，佛足刍丽K特是宵为纠删位的门限值；
[0018] (5)把部分重复编码为第n个0FDM符号对应的待映射纠删比特流
[0019] (6)把纠删比特流吨映射为的发送频域符号估计值舄，如果发送频域符号对 应的纠删比特包含0值，则该发送频域符号估值用均衡符号的欧氏判决值取代；
[0020] (7)计算新的信道估计值：
[0021] HI- Ylx/Xl；
[0022] (8)更新信道估计值：
[0023]
[0024] 其中y为平滑系数，yg(〇, 1];
[0025] (9)若n〈N，则n=n+1，转至2)开始处理下一个OFDM符号；否则结束均衡算法进 入前向纠错解码阶段。
[0026] 发明的有益效果在于：本发明算法利用帧控制头和后续有效载波数据的重复编码 的分集特性，利用先收到的比特副本的软判决结果和当前接收到的比特软判决结果进行加 权平均，然后重构出对应子载波的符号判决，用于信道的判决辅助估计，既增加了估计的样 本点数，又不会带来插入导频引起的数据带宽的损失。此算法在电力线通信系统中的应用。 重复编码和映射可以在接收端单独设计，也可以复用发送端的编码与映射模块。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明实施例中所使用系统原理框图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便更好的理解本发明。
[0029] 实施例
[0030] 如图1所示为该系统的原理图，其中，基于重复编码的0FDM判决辅助信道估计算 法，其简化的系统频域模型为，
[0031] ,
[0032] 其中，稽为频域发送符号，甩为信道传递函数，明T为频域等效噪声干扰，n 为OFDM符号序号，k为子载波序号；该算法具体步骤如下：
[0033] (1)令信道估计//【1=吨，其中If为信道初始估计；初始化编码比特软判决值 = 〇;
[0034] (2)根据当前信道估计if，:计算频域均衡后的符号值句2和该符号对应的比特软 判决值}，其中，n为0FDM符号序号，k为子载波序号，mG{〇, 1，2,…，MJ为该子载波 符号对应的比特序号，1,是子载波k上承载的比特数；
[0035] (3)根据重复编码规则，加权累加编码比特软判决值：
[0036]
[0037] 其中w为加权系数，wG(〇, 1]，f(k，m，n)是对应的前向纠错码字中的比
[0038] 特序号；(4)根据当前比特软判决值aWf}计算编码比特的纠删判决值{邱}，
[0039]
[0040] 其中t为正数，确定当前比特是否为纠删位的门限值；
[0041] (5)把{rff丨部分重复编码为第n个0FDM符号对应的待映射纠删比特流
[0042] (6)把纠删比特流啤,w}映射为的发送频域符号估计值赶，如果发送频域符号对 应的纠删比特包含0值，则该发送频域符号估值用均衡符号的欧氏判决值取代；
[0043] (7)计算新的信道估计值：
[0044]
[0045] (8)更新信道估计值：
[0046]
[0047] 其中y为平滑系数，yg(〇, 1];
[0048] (9)若n〈N，则n=n+1，转至2)开始处理下一个OFDM符号；否则结束均衡算法进 入前向纠错解码阶段。
[0049] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于重复编码的OFDM判决辅助信道估计算法，其特征在于：所采用的简化的系 统频域模型为，其中，Χ〗为频域发送符号，为频域等效噪声干扰，η为 OFDM符号序号，k为子载波序号；该算法具体步骤如下： (1)令信道估it其中为信道初始估计；初始化编码比特软判决值=0； ⑵根据当前信道估计邶，计算频域均衡后的符号值初和该符号对应的比特软判决 值felm)，其中，η为OFDM符号序号，k为子载波序号，m e {〇, 1，2,…，MJ为该子载波符号 对应的比特序号，1,是子载波k上承载的比特数； (3) 根据重复编码规则，加权累加编码比特软判决值：其中w为加权系数，w e (〇, 1]，f(k，m，η)是4#对应的前向纠错码字中的比特序号； (4) 根据当前比特软判决值计算编码比特的纠删判决值，其中t为正数，确定当前比特是否为纠删位的门限值； (5) 把{dp部分重复编码为第η个OFDM符号对应的待映射纠删比特流; (6) 把纠删比特流映射为的发送频域符号估计值:足丨，如果发送频域符号对应的 纠删比特包含0值，则该发送频域符号估值用均衡符号的欧氏判决值取代； (7) 计算新的信道估计值：(9)若n〈N，则η = n+1，转至2)开始处理下一个OFDM符号；否则结束均衡算法进入前 向纠错解码阶段。
【专利摘要】本发明涉及一种基于重复编码的OFDM判决辅助信道估计算法，具体步骤如下：(1)令信道估计其中为信道初始估计；(2)根据当前信道估计计算频域均衡后的符号值和该符号对应的比特软判决值(3)根据重复编码规则，加权累加编码比特软判决值；(4)根据当前比特软判决值计算编码比特的纠删判决值(5)把部分重复编码为第n个OFDM符号对应的待映射纠删比特流(6)把纠删比特流映射为的发送频域符号估计值(7)计算新的信道估计值；(8)更新信道估计值。本发明算法既增加了估计的样本点数，又不会带来插入导频引起的数据带宽的损失。
【IPC分类】H04L25/02
【公开号】CN105187337
【申请号】CN201510478067
【发明人】胡亚军, 王锐, 董海涛, 王晓辉
【申请人】青岛东软载波科技股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月6日