[发明专利]基于连续相位调制系统的非相干软输出检测方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及一种基于连续相位调制(CPM，Continuous Phase Modulation)的非相干软输出检测方法。可用于未编码系统的检测以及编码调制系统的迭代信号检测。

背景技术

连续相位调制是一类广泛应用于无线通信领域的高效编码调制技术，它具有包络恒定、载波相位连续变化的特点，可以同时达到较高的功率效率和频谱利用率。对于连续相位调制信号，接收机可以采用相干或者非相干检测方法。最佳的相干检测是用维特比方法(Viterbi Algorithm)，但是用这种方法进行相干检测要求收发载波完全同步，而且检测时延和复杂度非常高，不易实现。非相干检测不需要接收机载波同步，而且可以克服相位模糊的问题，但与相干检测相比有性能损失。为了减小此性能损失，人们研究了多种方法。目前最常用的非相干检测方法有两种。一种是D.Divsalar和M.K.Simon二人在“Multiple-Symbol Differential Detection of MPSK”(IEEE Transactions on Communications，vol.38，No.3，March 1990)中公开的多符号差分检测(Multiple Symbol Differential Detection)方法。该方法主要原理为：通过对后验概率进行变化，得到最后的判决准则，即假设观察时长是N，对在时刻0到时刻N-1的接收信号与本地参考信号的相关函数求和之后取最大值，获得的最大值所对应的本地参考信号即为最后的判决结果。这种方法存在的不足是：随着观测区间长度的增加，性能随之提高的同时伴随复杂度指数级增加，而且该方法只能应用于二元连续相位调制系统，对于四元、八元等高阶调制系统而言，过于复杂的方法使系统的成本大大增加。

另一种方法是Giulio Colavolpe和Gianluigi Ferrari二人在“Noncoherent Iterative(Turbo)Decoding”(IEEE Transactions on Communications，vol.48，no.9，September2000)中公开的非相干BCJR(N-BCJR)检测方法。该方法主要步骤为：1)通过对后验概率进行变化，转换为在网格图中状态转移之间度量的计算，包括前向度量，后向度量以及分支度量；2)初始化前向度量和后向度量；3)经过相应的递归迭代，每一状态(状态的表示为()，其中a_k表示第k时刻输入符号，L表示记忆长度，h＝l/p表示调制指数，l和p互质)的分支度量为对应输入符号进入该状态路径的度量，前向度量和后向度量的分别通过相应更新；4)更新结束，对不同的输入，以它所对应的前向度量、后向度量以及分支度量的和作为它的软输出。这种方法虽然采用双向维特比方法，但其检测复杂度仍然过高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于连续相位调制系统的非相干软输出检测方法，以降低检测复杂度，提高检测性能。

实现本发明目的的技术方案，是对现有的双向维特比检测方法进行改进，通过在网格图上做前向和后向递归运算获得调制符号软信息，步骤包括如下：

包括如下步骤：

(1)定义双向维特比检测方法的网格图中每个接收时刻的状态个数为M^Q，每一个状态表示为：s＝[a_k-Q，a_k-Q+1，...，a_k-1]，其中Q是一个自然数，a_k表示第k个时刻的输入符号，a_k∈{0，1，...M-1}，k∈{1，2，...N}，M表示输入符号集的大小，N表示双向维特比检测方法的一次检测处理所接收的符号个数；

(2)在符号接收之前，设定此时的接收时刻为接收第0个符号的时刻，并设定此时对应的网格图中的状态s₀＝[0，0，...，0]的前向度量为常数c，c＞＞1，其他状态的前向度量为0，同时设定接收第0个符号的时刻的前向累加相位为0，所有状态的相位相关符号为0；