CN104022982A - 一种可变编码效率的ici自消除算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变编码效率的ICI自消除算法，主要解决由相位噪声引起的ICI问题，属于通信技术领域，在发送端进行预编码时，以OFDM符号为单位作为输入码元，采用生成矩阵的方式来描述编码过程，通过设计生成矩阵的结构可以对编码效率进行调整，本发明在可变编码效率自消除算法的基础上，针对相位噪声引起的ICI系数特性，设计了生成矩阵元素的最优化情况，进一步提升了***的误码性能。

Description

一种可变编码效率的ICI自消除算法

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别是涉及一种可变编码效率的ICI自消除算法。

背景技术

传统的自消除算法以OFDM符号的一个子载波为单位进行预编码，也正是此原因导致其编码效率较低，使频谱资源产生不必要的浪费，限制了自消除在实际通信***中的应用。因此，为解决这个问题，可以考虑从编码效率上着手，通过设计任意编码效率的自消除算来改善频谱利用率的问题。

现有的自消除方案预编码时多采用编码多项式P(D)＝(1-D)^Q-1的方式，将某一子载波上的传输数据按照一定权重调制到相邻或者对称的Q个子载波上，这就导致了自消除算法的编码效率只能为1/Q。现有的自消除方法的频谱利用率仅为不采用自消除算法OFDM***的一半，并且随着参与编码子载波数Q的增加，编码效率进一步降低。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提升OFDM***误码性能的ICI自消除算法。

为实现上述目的，本发明提供了一种可变编码效率的ICI自消除算法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、对输入数据进行符号映射；

步骤二、获取通过生成矩阵进行预编码的SINR；

步骤三、构建生成矩阵；

步骤四、定义发送端映射后的符号序列为X＝(X₀,X₁,…X_N)，经过发送端预编码后发送的符号序列为S＝(S₀,S₁,…S_M)，则N/M为编码效率，M/N为选取的相邻位置数，计算S＝XG得到预编码。

进一步的，还包括对所述预编码进行解码的步骤：计算得到预编码前的信号。

较佳的，所述步骤二中通过生成矩阵进行预编码的SINR按以下步骤得到：计算 $\mathrm{SINR}=\frac{{|\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(-i)+P\left(0\right)+\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P\left(i\right)|}^2}{\underset{h=Q,2Q,3Q}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{|\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(h-i)+P\left(h\right)+\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(h+i)|}^2+1/{\mathrm{\γ}}_s}$ 得到通过生成矩阵进行预编码的SINR。

较佳的，所述步骤三中生成矩阵按以下步骤构建设定生成矩阵为G，设定相噪线宽为计算得到所述生成矩阵。

本发明的有益效果是：本发明在发送端进行预编码时，以OFDM符号位单位作为输入码元，采用生成矩阵的方式来描述编码过程，通过设计生成矩阵的结构可以对编码效率进行调整，本发明在可变编码效率自消除算法的基础上，针对相位噪声引起的ICI系数特性，设计了生成矩阵元素的最优化情况，进一步提升了***的误码性能。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种可变编码效率的ICI自消除算法，包括以下步骤：

步骤一、对输入数据进行符号映射；

步骤二、获取通过生成矩阵进行预编码的SINR；

步骤三、构建生成矩阵；

步骤四、定义发送端映射后的符号序列为X＝(X₀,X₁,…X_N)，经过发送端预编码后发送的符号序列为S＝(S₀,S₁,…S_M)，则N/M为编码效率，M/N为选取的相邻位置数，计算S＝XG得到预编码。

步骤五、对所述预编码进行解码：计算得到预编码前的信号。

所述步骤二中通过生成矩阵进行预编码的SINR按以下步骤得到：计算 $\mathrm{SINR}=\frac{{|\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(-i)+P\left(0\right)+\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P\left(i\right)|}^2}{\underset{h=Q,2Q,3Q}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{|\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(h-i)+P\left(h\right)+\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(h+i)|}^2+1/{\mathrm{\γ}}_s}$ 得到通过生成矩阵进行预编码的SINR。

所述步骤三中生成矩阵按以下步骤构建设定生成矩阵为G：设定相噪线宽为计算得到所述生成矩阵。

为了进一步对本发明进行说明，设定OFDM点数为1024、Np＝64，数据子载波为954,空子载波数N_N＝6，每个时隙带9个OFDM符号。经过4倍上采样后。OFDM点数N＝4096，G＝1024，Ns＝5120。当相位噪声β＝80Hz，此时***的归一化线宽为以编码效率为1/2，SNR＝40dB时为例：

设计生成矩阵的结构为：

其中P_m(k-r)表示相位噪声引起的ICI干扰，N＝4096，0≤k≤4095，0≤n≤4095,0≤r≤4095。

$\mathrm{SINR}=\frac{{|\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(-i)+P\left(0\right)+\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P\left(i\right)|}^2}{\underset{h=Q,2Q,3Q}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{|\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(h-i)+P\left(h\right)+\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(h+i)|}^2+1/{\mathrm{\γ}}_s},$

SNR＝40dB，故γ_s为SNR换算成比例的形式，γ_s＝10000。由于编码效率为1/2.故Q＝2。P为式中计算的到的值(即相位噪声引起的ICI干扰)。-1＜c1＜0,利用全搜索，以步进为0.01搜索[-1,0]范围内所有的SINR值，记下当SINR取得最大时的c1值。此时的c1值即是生成矩阵的最优系数。因此，求得当归一化相噪线宽不同时的SINR值如表1所示：

表1可变编码效率的ICI自消除算法性能

表1展示了可变编码效率的ICI自消除算法性能，当生成矩阵为最优时，所取得的***的SINR值为：

norBeta＝[4.096e-6,4.096e-5,4.096e-4,4.096e-3,4.096e-2,4.096e-1]；

SINR4＝[39.9685,39.697,37.7494,31.3878,21.8818,10.6289]。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种可变编码效率的ICI自消除算法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、对输入数据进行符号映射；

步骤二、获取通过生成矩阵进行预编码的SINR；

步骤三、构建生成矩阵；

步骤四、定义发送端映射后的符号序列为X＝(X₀,X₁,…X_N)，经过发送端预编码后发送的符号序列为S＝(S₀,S₁,…S_M)，则N/M为编码效率，M/N为选取的相邻位置数，计算S＝XG得到预编码。

2.如权利要求1所述的一种可变编码效率的ICI自消除算法，其特征是：还包括对所述预编码进行解码的步骤：计算得到预编码前的信号。

3.如权利要求1所述的一种可变编码效率的ICI自消除算法，其特征是：所述步骤二中通过生成矩阵进行预编码的SINR按以下步骤得到：计算 $\mathrm{SINR}=\frac{{|\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(-i)+P\left(0\right)+\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P\left(i\right)|}^2}{\underset{h=Q,2Q,3Q}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{|\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(h-i)+P\left(h\right)+\underset{i=1}{\overset{Q-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{i}P(h+i)|}^2+1/{\mathrm{\γ}}_s}$ 得到通过生成矩阵进行预编码的SINR。

4.如权利要求1所述的一种可变编码效率的ICI自消除算法，其特征是：所述步骤三中生成矩阵按以下步骤构建设定生成矩阵为G，设定归一化相噪线宽为计算得到所述生成矩阵。