專利名稱：一種基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及采用二進制正交頻移鍵控(Binary Frequency ShiftKeying, BFSK)的快速跳頻(Fast Frequency Hopping，F(xiàn)FH通信系統(tǒng))，尤 其是FFH通信系統(tǒng)中的一種聯(lián)合解調(diào)譯碼方法。
背景技術(shù)：
對于在快速跳頻通信系統(tǒng)(Fast Frequency Hopping Communication System)應(yīng) 用較為廣泛的非相干BFSK信號，主要有時域非相干解調(diào)和頻域非相干解調(diào)兩種解調(diào)方法。 兩種解調(diào)方法性能一致，但頻域非相干軟解調(diào)具有算法簡單的優(yōu)點，在實際的FH1系統(tǒng)中 更為常用。Turbo 碼，又稱并行級聯(lián)卷積碼(Parallel Concatenated Convolution Code, PCCC)，它巧妙地將卷積碼和隨機交織器結(jié)合在一起，實現(xiàn)了隨機編碼的思想。若干次的迭 代譯碼使Turbo碼具有很強的糾錯能力，以致逼近最大似然譯碼。模擬結(jié)果表明，Turbo碼 在一定條件下具有逼近Shannon限的性能。鑒于其優(yōu)異的性能，Turbo碼被確定為第三代 移動通信系統(tǒng)(IMT-2000)的信道編碼方案之一，并且3GPP的三個具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)都將 Turbo碼作為其信道編碼方案。在現(xiàn)有的FFH系統(tǒng)中，常用的編碼方法有Reed-Solomon (RS)編碼、卷積編碼等。 而在常見的民用系統(tǒng)中，Turbo碼因其良好的性能已得到廣泛的應(yīng)用。在AWGN(Additive WhiteGaussian Noise)信道下采用BPSK非相干解調(diào)時，在編碼效率均為1/2、且碼長相當(dāng) 的條件下，在誤碼率為10_5處，采用MAP (maximum a posteriori，最大后驗概率)譯碼的 Turbo碼比采用維特比譯碼的卷積碼大約有接近ldB的編碼增益。MAP譯碼算法采用了反饋譯碼的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了軟輸入/軟輸出(soft input, soft output, SIS0)，遞推迭代譯碼，使編譯碼過程實現(xiàn)了偽隨機化，并簡化了最大似然譯碼算 法，使其性能逼近Shannon限。然而，在迭代譯碼過程中，涉及到信道轉(zhuǎn)移概率(channel transitionprobability)的計算，因此，譯碼算法和具體的調(diào)制解調(diào)方法以及信道模型有 關(guān)。在現(xiàn)有的技術(shù)文獻中，只有關(guān)于相移鍵控(Phase Shift Keying，PSK)、正交幅度調(diào)制 (Quadracture Amp 1 itudeModu 1 ation, QAM)等調(diào)制解調(diào)方法的MAP譯碼算法的相關(guān)論述和 推導(dǎo)。在采用Turbo編碼的FFH/BFSK系統(tǒng)中，當(dāng)采用非相干解調(diào)時，如何進行正確的MAP 譯碼，成為一個有待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方 法，以實現(xiàn)FH1系統(tǒng)中正確進行Turbo譯碼，實現(xiàn)較常用的卷積碼更大的編碼增益。本發(fā)明詳細技術(shù)方案如下一種基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法，如圖2所示，包括以下步驟步驟1 在發(fā)送端，設(shè)需要發(fā)送的數(shù)字化二進制信源數(shù)據(jù)中一幀數(shù)據(jù)為U = (Ul， u2,， ，…叫)，其中k = 1、2、…、N，N為幀大小，信源數(shù)據(jù)uk依次經(jīng)過Turbo編碼和
BFSK調(diào)制后，通過冊調(diào)制器產(chǎn)生跳頻信號小)-AeJ^{f'^),+e)，F(xiàn)h為當(dāng)前t時刻的跳頻頻
率。最后經(jīng)過天線發(fā)射出去。步驟2:設(shè)發(fā)送信號經(jīng)過頻率選擇性慢衰落信道，接收信號為B(t)*s(t)+n(t)， 5⑴+ = 2*5⑴+_)，其中，A為發(fā)送端復(fù)信號的幅度，B⑴為復(fù)高 斯隨機過程，fi(i = 0，1)為BFSK調(diào)制的兩個調(diào)制頻點f^A。接收信號經(jīng)解跳后得到中頻步驟3 對步驟2所得的中頻信號進行頻域軟解調(diào)，得到軟 解調(diào)輸出信息Z。具體方法如圖3所示，先將中頻信號』*B(ty _+0、+ n⑴分成兩路，一路 經(jīng)中心頻率為L的帶通濾波和|FFT|2變換后得到功率信號S(l，另一路經(jīng)中心頻率為的 帶通濾波和|FFT|2變換后得到功率信號Sl ；然后將S(l，Sl進行串并變換得到得到頻域軟解 調(diào)輸出信息 Z，且 Z = (z”z2、-zk,…、zN)，k=l、2、…、N，其中 zk = [s。，sj。步驟4 對步驟3所得的頻域軟解調(diào)輸出信息Z進行最大后驗概率譯碼，即MAP譯 碼。設(shè)與發(fā)送端信源數(shù)據(jù)幀uk對應(yīng)的軟解調(diào)輸出信息zk中，乂為信道信息，乂1為校驗信息 1，少f為校驗信息2，其中k= 1、2、…、N，N為幀大小，具體譯碼過程如圖4所示步驟4-1 將信道信息夂與校驗信息1彳1輸入第一分量譯碼器；同時對信道信息父 進行與發(fā)送端Turbo編碼過程中相同的交織處理，將信道信息乂經(jīng)與發(fā)送端Turbo編碼過 程中相同的交織處理后的信息與校驗信息2 輸入第二分量譯碼器。步驟4-2 設(shè)置N位全零的初始化先驗信息1，并將先驗信息1輸入第一分量譯碼
o步驟4-3 采用第一分量譯碼器，聯(lián)合先驗信息1、信道信息乂與校驗信息1 乂1進 行分量譯碼，得到外信息1 ；然后對外信息1進行與發(fā)送端Turbo編碼過程中相同的交織處 理，得到先驗信息2，并將先驗信息2輸入第二分量譯碼器。步驟4-4 采用第二分量譯碼器，聯(lián)合先驗信息2、信道信息乂經(jīng)與發(fā)送端Turbo編 碼過程中相同的交織處理后的信息與校驗信息2 進行分量譯碼，得到外信息2和信道信 息夂對應(yīng)的MAP譯碼軟信息。步驟4-5 判斷第一或第二分量譯碼器對軟解調(diào)輸出信息Z進行分量譯碼的迭代 次數(shù)是否達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，如果沒有達到，則將步驟4-4得到的外信息2經(jīng)過與發(fā)送端 Turbo編碼過程中相對應(yīng)的解交織處理后的信息作為新的先驗信息1，并返回步驟4-3 ；如 果達到，則執(zhí)行步驟4-6。步驟4-6 將步驟4-4所得信道信息久對應(yīng)的MAP譯碼軟信息進行解交織、判決，得 到最終譯碼結(jié)果。其中，在步驟4-3和步驟4-4中所述分量譯碼過程相同，若信道信息CSI (channel stateinformation)為已知，則具體分量譯碼過程包括以下步驟步驟A 計算步驟3所得的頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似然值和條件對數(shù)似然比。 由于Z= (Zl、Z2、 、、…、zN)，所以計算頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似 然值和條件對數(shù)似然比就是分別計算zk(k= 1、2、…、N)的條件對數(shù)似然值A(chǔ)(Zk|0)、
A (zk|l)和條件對數(shù)似然比L(zk)；其中八(4|0) = -/ 。1 + 111
E‘.
八⑷1)=-"臂+ h
(1)
(2)
Z ⑷二 A ⑷ 0)-A ⑷ = ) + ln
(3)上述三式中，&、、分別表示在采樣時間內(nèi)，接收信號分別在fpfi處的功率衰落因 子，艮/X表示發(fā)送信號的信噪比，24表示一個基帶調(diào)制頻點間隔內(nèi)的噪聲平均功率，u ( ) 表示階躍函數(shù)，I0(O表示零階貝塞爾(Bessel)函數(shù)。步驟B 計算分支轉(zhuǎn)移概率Yk(e)和全部的譯碼軟信息L(uk)
rk{e) =
八^⑷-噸+— ⑷))-":,。吾+MsQ-《.會+ 當(dāng)”0時;
-ln(l+exp(Afl(W,)))-^A+Ms>1當(dāng)"* =1 時;
(4)
N0 其中 Msi = In
Mp,=ln
當(dāng)xf 二 1時 當(dāng)< =-1時冗表示第k個信道信息在頻點fi+Fh處的功率衰落因子，<表示第k個校驗信息在 頻點fi+Fh處的功率衰落因子，i = 0,1 ；<表示信源數(shù)據(jù)uk經(jīng)Turbo編碼后的信道信息在 接收端第i個調(diào)制頻點對應(yīng)的功率，表示信源數(shù)據(jù)uk經(jīng)Turbo編碼后的校驗信息在接收 端第i個調(diào)制頻點對應(yīng)的功率(i = 0，1)。L(uk) = A(zsk |^) + Afl(^) + Ae(^)(5)(5)式等號右邊第一項A(z〖|t/t)表示信道信息乂對應(yīng)的MAP譯碼軟信息，第二項 Aa(uk)表示先驗信息，第三項Ae(uk)為產(chǎn)生的外信息。
_ I 、-/
-Sf 2
唇 2
___
In -1
I 1
、-/
7% 2
易 2
____V
h
步驟C 提取外信息 Ae (uk) = L(uk)-A(zl\uk)-Aa(uk)a若信道信息CSI (channel state information)為未知，則具體分量譯碼過程包括 以下步驟步驟D 計算步驟3所得的頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似然值和條件對數(shù) 似然比。由于Z= (Z1、Z2、 、、…、zN)，所以計算頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似 然值和條件對數(shù)似然比就是分別計算zk(k= 1、2、…、N)的條件對數(shù)似然值A(chǔ)(Zk|0)、 A (zk|l)和條件對數(shù)似然比L(zk)；其中 A10) = -In(2a^0A2。/2。丄。_ ^
2aA(z, 11) = -ln(2<f +2al)- ~奇
A
(6) (7)
Z㈦剎動)=h(2弘 (炒+蚓+^^-^^-臂⑴(6)、(7)、⑶三式中，A2表示發(fā)送信號的理想功率；2<、2<分別表示兩個 f0+Fh> f\+Fh頻點的功率衰落因子均值，當(dāng)兩個基帶調(diào)制頻點在相關(guān)帶寬之內(nèi)時，可以認(rèn)為 2<=2<，均記為24。此時(8)式簡化為
( 1 1 、丄⑷二 )
(9)步驟E 計算分支轉(zhuǎn)移概率Y k (e)和全部的譯碼軟信息L (uk)
n ie)=
八 ⑷-In (1 + exp (Afl ⑷))-In (KfiA2 + 2^)-
Sk0 ^i'l
KfiA2+2c7l 2a
JL_豈
')A2+2cjI 2O
-ln(咖KO、(x$2+2(費，…M…，當(dāng) 0時⑶)
KA^lal 2a\
、⑷似 咖)，+2(昏’M。,l}⑷、=塒其中，(表示第k個信道信息在頻點fi+Fh處的功率衰落因子，<表示第k個校驗 信息在頻點fi+Fh處的功率衰落因子，i = 0，1 ；<表示信源數(shù)據(jù)uk經(jīng)Turbo編碼后的信道 信息在接收端第i個調(diào)制頻點對應(yīng)的功率，表示信源數(shù)據(jù)uk經(jīng)Turbo編碼后的校驗信息 在接收端第i個調(diào)制頻點對應(yīng)的功率(i = 0，1)。<。,(，<,。,<在未知CSI時均取2乂。
比00是為了表達的簡潔而定義的函數(shù)
8☆若x>0 }若M0L(uk) = K{zsk\uk) + Ka{uk) + Ke{uk)(11)(11)式等號右邊第一項A(O)表示信道信息乂對應(yīng)的MAP譯碼軟信息，第二項 Aa(uk)表示先驗信息，第三項Ae(uk)為產(chǎn)生的外信息。步驟F 提取外信息 Ae {uk) = L(uk)-K{zsk\uk)-ha(uk)" 本發(fā)明提供的一種基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼 方法，其主要創(chuàng)新是通過對BFSK軟解調(diào)輸出的條件概率密度函數(shù)的推導(dǎo)，并結(jié)合針對QAM、 PSK等調(diào)制方式的已有的MAP譯碼算法，充分考慮MAP譯碼作為迭代譯碼的特點，提出了適 合采用BFSK非相干解調(diào)系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法，并且針對接收端是否已知CSI信息，分 兩種分別給出了具體的分量譯碼過程。本發(fā)明中關(guān)于頻域軟解調(diào)方式和具體的分量譯碼過 程也可推而廣之，進而得到Turbo編碼和MFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法。本發(fā)明使得采用BFSK調(diào)制的系統(tǒng)(比如常見的快速跳頻系統(tǒng))可以采用Turbo 碼作為其信道編碼方案，和原有的卷積碼相比，在復(fù)雜度相當(dāng)?shù)那闆r下，采用本專利提出的 譯碼方法有更大的編碼增益。同時，接收端未知CSI時的MAP譯碼算法適合于對算法復(fù)雜 度要求較小、冗余度要求較小的系統(tǒng)；而接收端已知CSI時的MAP譯碼算法適合于可以允許 較大的算法復(fù)雜度和冗余度，但對性能有較高要求的系統(tǒng)，從而使得系統(tǒng)可以根據(jù)具體情 況靈活選擇譯碼方法。


圖1為采用傳統(tǒng)的卷積編碼、BFSK調(diào)制的FFH系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明提出的Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方 法結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明提出的Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方 法中非相干軟解調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明提出的Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方 法中MAP解調(diào)譯碼過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式一種基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法，如圖2所 示，包括以下步驟步驟1 在發(fā)送端，設(shè)需要發(fā)送的數(shù)字化二進制信源數(shù)據(jù)中一幀數(shù)據(jù)為U = (Ul， u2,， ，…叫)，其中k = 1、2、…、N，N為幀大小，信源數(shù)據(jù)uk依次經(jīng)過Turbo編碼和 BFSK調(diào)制后，通過冊調(diào)制器產(chǎn)生跳頻信號= Aej{2"{f'+F^e), Fh為當(dāng)前t時刻的跳頻頻 率。最后經(jīng)過天線發(fā)射出去。步驟2 設(shè)發(fā)送信號經(jīng)過頻率選擇性慢衰落信道，接收信號為B (t) *s (t) +n (t)， 5⑴*小= #萬⑴一(2 AM+^)，其中，A為發(fā)送端復(fù)信號的幅度，B(t)為復(fù)高斯隨機過程，fi(i = 0，1)為BFSK調(diào)制的兩個調(diào)制頻點f^A。接收信號經(jīng)解跳后得到中頻 信號乂乂⑴一2“—+吟)。步驟3 對步驟2所得的中頻信號滬萬⑴一^+…進行頻域軟解調(diào)，得到軟 解調(diào)輸出信息Z。具體方法如圖3所示，先將中頻信號J *B(t)ej{2^'+d) + 分成兩路，一路 經(jīng)中心頻率為&的帶通濾波和|FFT|2變換后得到功率信號S(l，另一路經(jīng)中心頻率為的 帶通濾波和|FFT|2變換后得到功率信號Sl ；然后將S(l，Sl進行串并變換得到得到頻域軟解 調(diào)輸出信息 Z，且 Z = (z”z2、-zk,…、zN)，k=l、2、…、N，其中 zk = [s。，sj。步驟4 對步驟3所得的頻域軟解調(diào)輸出信息Z進行最大后驗概率譯碼，即MAP譯 碼。設(shè)與發(fā)送端信源數(shù)據(jù)幀uk對應(yīng)的軟解調(diào)輸出信息zk中，乂為信道信息，乂1為校驗信息 1，少f為校驗信息2，其中k= 1、2、…、N，N為幀大小，具體譯碼過程如圖4所示步驟4-1 將信道信息乂與校驗信息l^f1輸入第一分量譯碼器；同時對信道信息夂 進行與發(fā)送端Turbo編碼過程中相同的交織處理，將信道信息乂經(jīng)與發(fā)送端Turbo編碼過 程中相同的交織處理后的信息與校驗信息2 ；^2輸入第二分量譯碼器。步驟4-2 設(shè)置N位全零的初始化先驗信息1，并將先驗信息1輸入第一分量譯碼
o步驟4-3 采用第一分量譯碼器，聯(lián)合先驗信息1、信道信息X與校驗信息1 乂1進 行分量譯碼，得到外信息1 ；然后對外信息1進行與發(fā)送端Turbo編碼過程中相同的交織處 理，得到先驗信息2，并將先驗信息2輸入第二分量譯碼器。步驟4-4 采用第二分量譯碼器，聯(lián)合先驗信息2、信道信息乂經(jīng)與發(fā)送端Turbo編 碼過程中相同的交織處理后的信息與校驗信息2火2進行分量譯碼，得到外信息2和信道信 息夂對應(yīng)的MAP譯碼軟信息。步驟4-5 判斷第一或第二分量譯碼器對軟解調(diào)輸出信息Z進行分量譯碼的迭代 次數(shù)是否達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，如果沒有達到，則將步驟4-4得到的外信息2經(jīng)過與發(fā)送端 Turbo編碼過程中相對應(yīng)的解交織處理后的信息作為新的先驗信息1，并返回步驟4-3 ；如 果達到，則執(zhí)行步驟4-6。步驟4-6 將步驟4-4所得信道信息父對應(yīng)的MAP譯碼軟信息進行解交織、判決，得 到最終譯碼結(jié)果。其中，在步驟4-3和步驟4-4中所述分量譯碼過程相同，若信道信息CSI (channel stateinformation)為已知，則具體分量譯碼過程包括以下步驟步驟A 計算步驟3所得的頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似然值和條件對數(shù) 似然比。由于Z= (Z1、Z2、 、、…、zN)，所以計算頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似 然值和條件對數(shù)似然比就是分別計算zk(k= 1、2、…、N)的條件對數(shù)似然值A(chǔ)(Zk|0)、 A (zk|l)和條件對數(shù)似然比L(zk)；其中
_ A(z,|0) = -,0| + ln[/0(2J|.Jg]j⑴
權(quán)利要求
一種基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法，包括以下步驟步驟1在發(fā)送端，設(shè)需要發(fā)送的數(shù)字化二進制信源數(shù)據(jù)中一幀數(shù)據(jù)為U＝(u1，u2，…，uk，…uN)，其中k＝1、2、…、N，N為幀大小，信源數(shù)據(jù)uk依次經(jīng)過Turbo編碼和BFSK調(diào)制后，通過FH調(diào)制器產(chǎn)生跳頻信號Fh為當(dāng)前t時刻的跳頻頻率；最后經(jīng)過天線發(fā)射出去；步驟2設(shè)發(fā)送信號經(jīng)過頻率選擇性慢衰落信道，接收信號為B(t)*s(t)+n(t)，其中，A為發(fā)送端復(fù)信號的幅度，B(t)為復(fù)高斯隨機過程，fi(i＝0，1)為BFSK調(diào)制的兩個調(diào)制頻點f0、f1；接收信號經(jīng)解跳后得到中頻信號步驟3對步驟2所得的中頻信號進行頻域軟解調(diào)，得到軟解調(diào)輸出信息Z；具體方法是先將中頻信號分成兩路，一路經(jīng)中心頻率為f0的帶通濾波和|FFT|2變換后得到功率信號s0，另一路經(jīng)中心頻率為f1的帶通濾波和|FFT|2變換后得到功率信號s1；然后將s0，s1進行串并變換得到得到頻域軟解調(diào)輸出信息Z，且Z＝(z1、z2、…zk、…、zN)，k＝1、2、…、N，其中zk＝[s0，s1]；步驟4對步驟3所得的頻域軟解調(diào)輸出信息Z進行最大后驗概率譯碼，即MAP譯碼。設(shè)與發(fā)送端信源數(shù)據(jù)幀uk對應(yīng)的軟解調(diào)輸出信息zk中，為信道信息，為校驗信息1，為校驗信息2，其中k＝1、2、…、N，N為幀大小，具體譯碼過程是步驟4 1將信道信息與校驗信息1輸入第一分量譯碼器；同時對信道信息進行與發(fā)送端Turbo編碼過程中相同的交織處理，將信道信息經(jīng)與發(fā)送端Turbo編碼過程中相同的交織處理后的信息與校驗信息2輸入第二分量譯碼器；步驟4 2設(shè)置N位全零的初始化先驗信息1，并將先驗信息1輸入第一分量譯碼器；步驟4 3采用第一分量譯碼器，聯(lián)合先驗信息1、信道信息與校驗信息1進行分量譯碼，得到外信息1；然后對外信息1進行與發(fā)送端Turbo編碼過程中相同的交織處理，得到先驗信息2，并將先驗信息2輸入第二分量譯碼器；步驟4 4采用第二分量譯碼器，聯(lián)合先驗信息2、信道信息經(jīng)與發(fā)送端Turbo編碼過程中相同的交織處理后的信息與校驗信息2進行分量譯碼，得到外信息2和信道信息對應(yīng)的MAP譯碼軟信息；步驟4 5判斷第一或第二分量譯碼器對軟解調(diào)輸出信息Z進行分量譯碼的迭代次數(shù)是否達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，如果沒有達到，則將步驟4 4得到的外信息2經(jīng)過與發(fā)送端Turbo編碼過程中相對應(yīng)的解交織處理后的信息作為新的先驗信息1，并返回步驟4 3；如果達到，則執(zhí)行步驟4 6；步驟4 6將步驟4 4所得信道信息對應(yīng)的MAP譯碼軟信息進行解交織、判決，得到最終譯碼結(jié)果。FSA00000286812300011.tif,FSA00000286812300012.tif,FSA00000286812300013.tif,FSA00000286812300014.tif,FSA00000286812300015.tif,FSA00000286812300016.tif,FSA00000286812300017.tif,FSA00000286812300018.tif,FSA00000286812300019.tif,FSA000002868123000110.tif,FSA000002868123000111.tif,FSA000002868123000112.tif,FSA000002868123000113.tif,FSA000002868123000114.tif,FSA000002868123000115.tif,FSA00000286812300021.tif,FSA00000286812300022.tif,FSA00000286812300023.tif,FSA00000286812300024.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯 碼方法，其特征在于，步驟4-3和步驟4-4中所述分量譯碼過程相同，若信道信息CSI為已 知，則具體分量譯碼過程包括以下步驟步驟A 計算步驟3所得的頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似然值和條件對數(shù)似然比 、ZN)，所以計算頻域軟解調(diào)輸出信息z的條件對數(shù)似然值和條件對數(shù)似然比就是分別計算zk(k = 1、2、…、N)的條件對數(shù)似然值A(chǔ) (zk|0)、A (zk|l) 和條件對數(shù)似然比L(zk)；其中 上述三式中，tv hi分別表示在采樣時間內(nèi)，接收信號分別在f^fi處的功率衰落因子， A2表示發(fā)送信號的理想功率，2(7=表示一個基帶調(diào)制頻點間隔內(nèi)的噪聲平均功率， )表 示零階貝塞爾(Bessel)函數(shù)；步驟B:計算分支轉(zhuǎn)移概率Yk(e)和全部的譯碼軟信息L(uk)n(e) =其中\(zhòng) ⑷-ln(l+exp(Aa ⑷))愛+風(fēng)’。-K今+Mt -ln(l+exp(Afl ⑷))-Kr^+K, 急+ ，當(dāng)時; 當(dāng)& =1時；(4)Mw =lnMpf = In\lotN0 \ 2a‘屹，表示第k個信道信息在頻點fi+Fh處的功率衰落因子，表示第k個校驗信息在頻 點fi+Fh處的功率衰落因子，i = 0，1 X表示信源數(shù)據(jù)uk經(jīng)Turbo編碼后的信道信息在接 收端第i個調(diào)制頻點對應(yīng)的功率，表示信源數(shù)據(jù)uk經(jīng)Turbo編碼后的校驗信息在接收端 第i個調(diào)制頻點對應(yīng)的功率；L{uk) = A(zsk\uk) + Aa(uk) + Ae(uk)(5)(5)式等號右邊第一項A(z〗h)表示信道信息3；丨對應(yīng)的MAP譯碼軟信息，第二項Aa(Uk) 表示先驗信息，第三項Ae(Uk)為產(chǎn)生的外信息；步驟C 提取外信息八e ( )=丄( )-A (| w ) - Aa (力)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法，其特征在于，步驟4-3和步驟4-4中所述分量譯碼過程相同，若信道信息CSI為未 知，則具體分量譯碼過程包括以下步驟步驟D 計算步驟3所得的頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似然值和條件對數(shù)似然比；由于Z= (zi、z2、-zk,…、zN)，所以計算頻域軟解調(diào)輸出信息Z的條件對數(shù)似然值和 條件對數(shù)似然比就是分別計算zk(k = 1、2、…、N)的條件對數(shù)似然值A(chǔ) (zk|0)、A (zk|l) 和條件對數(shù)似然比L(zk)；其中
全文摘要
一種基于Turbo編碼和BFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法，屬于無線通信領(lǐng)域。發(fā)送端信源數(shù)據(jù)經(jīng)Turbo編碼、BFSK調(diào)制和FH調(diào)制后發(fā)送到信道，接收端接收信號經(jīng)中頻濾波、頻域軟解調(diào)后進行最大后驗概率譯碼，即MAP譯碼。本發(fā)明提出了適合采用BFSK非相干解調(diào)系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法，并且針對接收端是否已知CSI信息，分兩種分別給出了具體的分量譯碼過程。本發(fā)明使得采用BFSK調(diào)制的系統(tǒng)(比如常見的快速跳頻系統(tǒng))可以采用Turbo碼作為其信道編碼方案，和原有的卷積碼相比，在復(fù)雜度相當(dāng)?shù)那闆r下，采用本專利提出的譯碼方法有更大的編碼增益。本發(fā)明也可推而廣之，進而得到Turbo編碼和MFSK調(diào)制的FFH通信系統(tǒng)的MAP解調(diào)譯碼方法。
文檔編號H04B1/713GK101980491SQ201010294550
公開日2011年2月23日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者李少謙, 程郁凡, 續(xù)曉光 申請人:電子科技大學(xué)