[发明专利]基于信噪比加权的OFDM系统非线性解映射方法

摘要

本发明涉及一种基于信噪比加权的OFDM系统非线性解映射方法，用于获得OFDM系统的接收数据信号进行解码所需的软判决信息，该方法为：根据接收数据信号中各子载波的信道系数和信号的整体信噪比计算出各子载波的绝对信噪比；基于绝对信噪比和信号的基准信噪比计算出各子载波的非线性解映射曲线；由接收数据信号的各符号中各子载波的信道均衡数据经过经信噪比加权的非线性解映射曲线映射得到信噪比加权量化值，进而映射得到软判决信息。采用本发明的基于信噪比加权的OFDM系统非线性解映射方法能够获得精度更高、可靠性更高的软判决信息，该信息用于解码时能够提高接收机的解码性能，尤其是在深衰落信道下的接收机性能。

主权项

1.一种基于信噪比加权的OFDM系统非线性解映射方法，用于获得OFDM系统的接收数据信号进行解码所需的软判决信息，其特征在于：所述方法为：根据所述接收数据信号中各子载波的信道系数和所述信号的整体信噪比计算出各所述子载波的绝对信噪比；基于所述绝对信噪比和所述信号的基准信噪比计算出各所述子载波经信噪比加权的非线性解映射曲线；由所述接收数据信号的各符号中各子载波的信道均衡数据经过所述经信噪比加权的非线性解映射曲线映射得到信噪比加权量化值，进而映射得到所述软判决信息；所述方法通过以下步骤实现：步骤一：根据信道估计得到的所述信道系数计算各所述子载波的信号强度相对值CPR_dB(i)，所述信号强度相对值CPR_dB(i)＝10*log10(|H_coef(i)|2)，其中，H_coef(i)为第i个所述子载波的所述信道系数；根据所述信号的整体信噪比SNR_mean和所述信号强度相对值CPR_dB(i)计算各所述子载波的绝对信噪比CSNR(i)，所述整体信噪比SNR_mean＝SigPower_dB‑NoisePower_dB，其中，SigPower_dB为所述接收数据信号的强度，NoisePower_dB为平均底噪强度，所述绝对信噪比CSNR(i)＝CPR_dB(i)+SNR_mean，其中i表示第i个所述子载波；步骤二：根据所述绝对信噪比CSNR(i)、所述信号的基准信噪比SNR_std和基准非线性映射曲线demap_val(x_mag)计算得到所述经信噪比加权的非线性解映射曲线wght_val(x_mag,CSNR(i))，x_mag为比特数据对应的归一化幅度值；所述基准非线性映射曲线demap_val(x_mag)采用三折线近似，为：所述经信噪比加权的非线性解映射曲线其中，δ为大于1并小于1.2的常数，x_mag为比特数据对应的归一化幅度值；步骤三：将所述接收数据信号经过信道均衡后的第m个OFDM符号的第i个子载波的I、Q两路数据分开，由I路/Q路的数据归一化值data_I(m,i)/data_Q(m,i)分别计算得到所述I路/Q路的各所述子载波的各比特的软判决值并进一步得到所述I路/Q路的软判决信息：计算得到所述I路的软判决信息包括以下步骤：步骤A：对采用任意调制方式的所述OFDM系统，基于所述I路的第1比特的幅度值I_mag1(m,i)，经过所述加权非线性解映射曲线wght_val(x_mag,CSNR(i))映射，得到所述I路第1比特的信噪比加权量化值value_I1(m,i)，再根据所述I路第1比特的符号I_sgn1(m,i)和所述信噪比加权量化值value_I1(m,i)计算得到所述I路第1比特的软判决值soft_value_I1(m,i)；步骤B：对采用16QAM或64QAM调制方式的所述OFDM系统，基于所述I路第2比特的幅度值I_mag2(m,i)，经过所述加权非线性解映射曲线wght_val(x_mag,CSNR(i))映射，得到所述I路第2比特的信噪比加权量化值value_I2(m,i)，再根据所述I路第2比特的符号I_sgn2(m,i)和所述信噪比加权量化值value_I2(m,i)计算得到所述I路第2比特的软判决值soft_value_I2(m,i)，采用BPSK或QPSK调制方式的所述OFDM系统的I路第2比特的软判决值soft_value_I2(m,i)为空；步骤C：对采用64QAM调制方式的所述OFDM系统，基于所述I路第3比特的幅度值I_mag3(m,i)，经过所述加权非线性解映射曲线wght_val(x_mag,CSNR(i))映射，得到所述I路第3比特的信噪比加权量化值value_I3(m,i)，再根据所述I路第3比特的符号I_sgn3(m,i)和所述信噪比加权量化值value_I3(m,i)计算得到所述I路第3比特的软判决值soft_value_I3(m,i)；采用BPSK、QPSK或16QAM调制方式的所述OFDM系统的I路第3比特的软判决值soft_value_I3(m,i)为空；步骤D：则所述I路的软判决信息soft_value_I(m,i)＝[soft_value_I1(m,i),soft_value_I2(m,i),soft_value_I3(m,i)]；所述I路第1比特的符号所述I路第1比特的幅度值I_mag1(m,i)＝|data_I(m,i)|；所述I路第2比特的符号所述I路第2比特的幅度值I_mag2(m,i)＝|I_mag(m,i)‑V2|；调制方式为16QAM时，V2＝2，调制方式为64QAM时，V2＝4；所述I路第3比特的符号所述I路第3比特的幅度值对采用BPSK调制方式的所述OFDM系统，其所述Q路的软判决信息soft_value_Q(m,i)为空；对采用QPSK、16QAM或64QAM调制方式的所述OFDM系统计算得到所述Q路的软判决信息包括以下步骤：步骤a：对采用QPSK、16QAM或64QAM调制方式的所述OFDM系统，基于所述Q路的第1比特的幅度值Q_mag1(m,i)，经过所述加权非线性解映射曲线wght_val(x_mag,CSNR(i))映射，得到所述Q路第1比特的信噪比加权量化值value_Q1(m,i)，再根据所述Q路第1比特的符号Q_sgn1(m,i)和所述信噪比加权量化值value_Q1(m,i)计算得到所述Q路第1比特的软判决值soft_value_Q1(m,i)；步骤b：对采用16QAM或64QAM调制方式的所述OFDM系统，基于所述Q路第2比特的幅度值Q_mag2(m,i)，经过所述加权非线性解映射曲线wght_val(x_mag,CSNR(i))映射，得到所述Q路第2比特的信噪比加权量化值value_Q2(m,i)，再根据所述Q路第2比特的符号Q_sgn2(m,i)和所述信噪比加权量化值value_Q2(m,i)计算得到所述Q路第2比特的软判决值soft_value_Q2(m,i)，采用QPSK调制方式的所述OFDM系统的Q路第2比特的软判决值soft_value_Q2(m,i)为空；步骤c：对采用64QAM调制方式的所述OFDM系统，基于所述Q路第3比特的幅度值Q_mag3(m,i)，经过所述加权非线性解映射曲线wght_val(x_mag,CSNR(i))映射，得到所述Q路第3比特的信噪比加权量化值value_Q3(m,i)，再根据所述Q路第3比特的符号Q_sgn3(m,i)和所述信噪比加权量化值value_Q3(m,i)计算得到所述Q路第3比特的软判决值soft_value_Q3(m,i)；采用QPSK或16QAM调制方式的所述OFDM系统的Q路第3比特的软判决值soft_value_Q3(m,i)为空；步骤d：则所述Q路的软判决信息soft_value_Q(m,i)＝[soft_value_Q1(m,i),soft_value_Q2(m,i),soft_value_Q3(m,i)]；所述Q路第1比特的符号所述Q路第1比特的幅度值Q_mag1(m,i)＝|data_Q(m,i)|；所述Q路第2比特的符号所述Q路第2比特的幅度值Q_mag2(m,i)＝|Q_mag(m,i)‑V2|；调制方式为16QAM时，V2＝2，调制方式为64QAM时，V2＝4；所述Q路第3比特的符号所述Q路第3比特的幅度值所述I路第1比特的信噪比加权量化值value_I(m,i)＝[wght_val(I_mag(m,i),CSNR(i))*2N_bits]其中，[]为四舍五入取整操作，N_bits为所述软判决信息的位数，量化值2N_bits‑1是bit＝1的最大似然值，量化值1是bit＝0的最大似然值；当I_sgn1(m,i)＝1时，所述I路第1比特的软判决值当I_sgn1(m,i)＝‑1时，所述I路第1比特的软判决值所述I路第2比特的信噪比加权量化值value_I2(m,i)＝[wght_val(I_mag2(m,i),CSNR(i))*2N_bits]当I_sgn2(m,i)＝1时，所述Ⅰ路第2比特的软判决值当I_sgn2(m,i)＝‑1时，所述Ⅰ路第2比特的软判决值所述I路第3比特的信噪比加权量化值value_I3(m,i)＝[wght_val(I_mag3(m,i),CSNR(i))*2N_bits]；当I_sgn2(m,i)＝1,I_sgn3(m,i)＝1或者I_sgn2(m,i)＝0,I_sgn3(m,i)＝0时，所述I路第3比特的软判决值当I_sgn2(m,i)＝1,I_sgn3(m,i)＝0或者I_sgn2(m,i)＝0,I_sgn3(m,i)＝1时，所述I路第3比特的软判决值所述Q路第1比特的信噪比加权量化值value_Q(m,i)＝[wght_val(Q_mag(m,i),CSNR(i))*2N_bits]其中，[]为四舍五入取整操作，N_bits为所述软判决信息的位数，量化值2N_bits‑1是bit＝1的最大似然值，量化值1是bit＝0的最大似然值；当Q_sgn1(m,i)＝1时，所述Q路第1比特的软判决值当Q_sgn1(m,i)＝‑1时，所述Q路第1比特的软判决值所述Q路第2比特的信噪比加权量化值value_Q2(m,i)＝[wght_val(Q_mag2(m,i),CSNR(i))*2N_bits]当Q_sgn2(m,i)＝1时，所述Q路第2比特的软判决值当Q_sgn2(m,i)＝‑1时，所述Q路第2比特的软判决值所述Q路第3比特的信噪比加权量化值value_Q3(m,i)＝[wght_val(Q_mag3(m,i),CSNR(i))*2N_bits]；当Q_sgn2(m,i)＝1,Q_sgn3(m,i)＝1或者Q_sgn2(m,i)＝0,Q_sgn3(m,i)＝0时，所述Q路第3比特的软判决值当Q_sgn2(m,i)＝1,Q_sgn3(m,i)＝0或者Q_sgn2(m,i)＝0,Q_sgn3(m,i)＝1时，所述Q路第3比特的软判决值步骤四：所述接收数据信号的第m个OFDM符号的第i个子载波数据的软判决信息soft_value(m,i)＝[soft_value_I(m,i),soft_value_Q(m,i)]。