基于SOVA的低復(fù)雜度FTN信號接收算法

《基于SOVA的低復(fù)雜度FTN信號接收算法》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、2017年5月北京航空航天大學(xué)學(xué)報May2017第43卷第5期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．43No·5http：／／bhxb．buaa．edu．a(chǎn)njbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2016．0351基于SOVA的低復(fù)雜度FTN信號接收算法張晨宇，劉榮科+(北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院，北京100083)摘要：超奈奎斯特(FTN)傳輸技術(shù)是一種高頻譜效率的信號傳輸方式。針

2、對FTN信號存在的碼間串?dāng)_，基于軟輸出維特比算法(SOVA)提出FTN信號的低復(fù)雜度接收算法。根據(jù)幸存路徑和競爭路徑的判決結(jié)果，動態(tài)地調(diào)整每個時刻回溯過程的比較次數(shù)，降低比較次數(shù)平均值。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不影響誤碼性能的統(tǒng)計經(jīng)驗(yàn)值直接截短回溯路徑的長度。直接截短回溯深度算法可在不惡化誤碼率(BER)的前提下，降低比較運(yùn)算次數(shù)2／3，同時減少回溯過程所需寄存器資源和延時50％以上。關(guān)鍵詞：超奈奎斯特(FTN)傳輸信號；低復(fù)雜度；回溯過程；比較次數(shù)；寄存器資源中圖分類號：TN919．5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5

3、965(2017)05—0998-06超奈奎斯特(FTN)傳輸技術(shù)是一種高頻譜效率的傳輸方式，相較于傳統(tǒng)信號可以用更高的速率傳遞信息，適用于頻譜資源有限的系統(tǒng)，有望在5G通信中投入使用。1975年，Mazo¨1提出了FTN信號傳輸模型，并且理論上證明了使用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制和sinc函數(shù)脈沖成型時，F(xiàn)TN信號傳輸速率可以在傳統(tǒng)正交信號的基礎(chǔ)上加速25％，同時保持信號碼元最小歐氏距離不變，理論誤碼性能不受影響。Anderson等舊1在此基礎(chǔ)上證明若使用滾降系數(shù)為30％的升余弦函數(shù)成型脈沖代替sine函數(shù)成型

4、脈沖，在碼元最小歐氏距離不變條件下傳輸速率最多可增加42％。但是在實(shí)際應(yīng)用時，復(fù)雜度有限的接收機(jī)不能完全消除FTN信號中無限長度碼間串?dāng)_給系統(tǒng)誤碼率(BER)帶來的損失。因此，設(shè)計FTN接收機(jī)時需要綜合考慮系統(tǒng)誤碼率和復(fù)雜度這2個相互制衡的因素。目前針對FTN信號有不同的均衡算法。Anderson和Prlja等。3。6。提出了Ungerboeck模型下"4叫基于最大后驗(yàn)概率檢測的M—BCJR算法。在M—BCJR算法中，前向量度和后向量度被用于搜索后驗(yàn)概率最大的路徑?；谧畲蠛篁?yàn)概率的算法可以在很大程度上消除碼問串?dāng)_對

5、誤碼率的影響，然而由于需要在籬狀圖上同時搜索出前向路徑和后向路徑，接收機(jī)的運(yùn)算量大。韓國Baek等?o針對FTN信號碼間串?dāng)_的特性提出了基于矩陣分解的部分判決反饋均衡算法。FTN信號的均衡還可以用預(yù)編碼的方式實(shí)現(xiàn)¨2?！??；诰仃嚪纸獾乃惴ㄟ\(yùn)算復(fù)雜度較低，但系統(tǒng)的誤碼率受成型脈沖升余弦滾降系數(shù)的影響。軟輸出維特比算法(SOVA)‘141是復(fù)雜度介于BCJR和矩陣分解之間的一種算法，采用了殘余碼間串?dāng)_消除技術(shù)。1副后，可以得到非常接近無碼間串?dāng)_的正交信號的誤碼率。本文基于SOVA算法提出針對FTN信號的低復(fù)雜度算法，

6、通過設(shè)置一個中止標(biāo)準(zhǔn)，動態(tài)地調(diào)整回溯比較次數(shù)，同時統(tǒng)計不影響誤碼率的最小回溯深度分布，設(shè)定回溯路徑長度經(jīng)驗(yàn)值。實(shí)際工程應(yīng)用中，算法根據(jù)統(tǒng)計收稿日期：2016-04．28；錄用日期：20164)7-22；網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016-094)210：58網(wǎng)絡(luò)出版地址：WWW．cnki．net／kems／detail／11．2625．V．20160902．1058．001．html基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(91438116)；上海航天科技創(chuàng)新基金(SAST2015089)}通訊作者：E—mail：rongke—liu@bua

7、a．edu．en引用格式：張

8、j羨字，劉榮科．基于SOVA的低復(fù)雜度FTN信號接收算法￡j]．北京航空航天大學(xué)學(xué)報，2017，43(5)：998-1003．ZHANGCY，LIURK．Low-complexityalgorithmforFTNsignalbasedOllSOVA￡j1．JournalofBeijingUniversityofAeronautiesandAstronautics，2017，43(5)：998—1003(inChinese)．第5期張晨宇，等：基于SOVA的低復(fù)雜度FTN信號接收算法999

9、經(jīng)驗(yàn)值裁剪回溯路徑長度。本文算法可降低回溯過程的比較運(yùn)算次數(shù)，也可以減少接收機(jī)所需的寄存器數(shù)目和延時。1系統(tǒng)模型經(jīng)過星座映射和脈沖成型的FTN信號為Ly(￡)=∑。?！畁=0式中：Y(t)為第t時刻接收端采樣獲得的信號；L為傳輸碼元總長度；o。為第n時刻發(fā)送端傳輸?shù)拇a元，使用BPSK調(diào)制，。。的取值是1或一1；h(t—nzT)為對應(yīng)第n時刻碼元