一种基于LLR软判决的LTE解映射简化算法

2014-08-08 08:08杨前华万宇
移动通信 2014年8期
关键词:星座图对数复杂度

杨前华+万宇

【摘要】针对目前LTE解映射算法复杂度高的缺陷,提出了一种基于LLR软判决的LTE解映射简化算法SLLR。该算法旨在通过使用对数似然比进行软判决,以简化指数计算与对数计算为主,降低LTE解映射过程中计算的复杂度。通过对标准算法与简化算法的QAM调制方式产生的误码率、误块率进行仿真和比较,结果表明该SLLR简化算法性能良好,适用于LTE通信系统。

【关键词】LTE解映射对数似然比软判决

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1006-1010(2014)-08-0065-07

A Simplified LTE De-Mapping Algorithm Based on LLR Soft-Decision

YANG Qian-hua, WAN Yu

(1. Nanjing College of Information Technology, School of Communication, Nanjing 210023, China;

2. China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Nanjing 210029, China)

[Abstract] Due to the high complexity of LTE de-mapping algorithm, a simplified LTE de-mapping algorithm SLLR (Simplified Logarithmic Likelihood Ratio) based on LLR soft-decision is proposed. This algorithm aims to simplify the index calculation and logarithmic calculation by decreasing the complexity during LTE de-mapping. By the simulations of the standard algorithm and the simplified algorithm, the bit error rate and block error rate generated by QAM modulation are compared. The results show that the performance of SLLR algorithm is good for LTE communication system.

[Key words]LTEde-mappingLLRsoft-decision

1 引言

近年来,伴随着移动互联网的迅猛发展,移动数据业务呈现爆炸性增长趋势,现有3G无线网络将难以负担。针对日益增长的用户需求,3GPP提出了对3G无线接入的长期演进LTE[1-2],通过使用高阶调制、OFDM、MIMO等无线技术,LTE无线数据传输速率和频率利用率都比现有3G无线网络有显著提高。

与其它类型的通信系统类似,LTE对发送的数据进行编码和调制,接收端完成数据的解调和译码。为了提高LTE系统的译码性能,通常在LTE接收端译码前对数据解映射时采用软判决方法。最大对数似然比(LLR,Log-Likelihood Ratio)为接收端度量软信息,是反映判决可靠性的重要信息[3-4]。但是,由于计算LLR的复杂度与计算量巨大,在实际工程应用中难以实现。例如,文献[5]和[6]分别针对COFDM、CDMA等通信系统提出了能简化LLR计算量的算法,并证明在这些通信系统中采用部分简化的计算,可以有效地降低算法的复杂程度;文献[7]为DVB-S2系统8PSK解调提出了一种简化算法,降低传统LLR计算所需的一半计算量;文献[8]研究了在地面数字电视系统(DTMB)中,通过归一化系数简化LLR计算的方法;文献[9]针对LTE系统提出了一种低复杂度的二维解调(2D DD)方法,从时间与频率两个维度完成路径搜索算法,并以64-DAPSK为例证明算法可行性,但该算法依然无法简化传统的LLR计算量。

本文为简化软判决中LLR的计算,提出了一种基于LLR软判决的LTE解映射简化算法(SLLR,Simplified LLR),在接近标准算法性能的基础上,大大降低了LLR算法的计算量,提高了算法效率。

2 LTE解映射算法

2.1LTE物理层工作过程

按照3GPP LTE协议,LTE系统物理层发送端物理信道从上层得到TB传输块后,添加CRC校验后送入Turbo编码器完成编码,将标准Turbo编码器输出的编码比特经过交织后映射到调制信号星座的信号点;接收端通过软输出解调算法得到编码比特的“软信息”,经相应的解交织后输入至标准Turbo译码器进行译码,完成CRC校验,再生TB传输块。本文研究的LTE解映射算法处于LTE物理层接收过程中,LTE物理层基本过程如图1所示:

图1LTE物理层基本过程

2.2LTE解映射标准算法

LTE系统物理层上行传输方案选择单载波SC-FDMA,下行传输方案采用先进成熟的OFDMA技术。高峰值传送速率是LTE下行链路需要解决的主要问题,为了实现系统下行100Mbps峰值速率的目标,在3G原有的QPSK、16QAM基础上,LTE系统增加了64QAM高阶调制。为了提高LTE接收机的性能,LTE通信系统通常在对接收数据完成FFT转换后,采用软判决方法对数据进行调制解映射,在获得解调后的软信息比特后,再完成Turbo的译码。目前的物理层算法通常采用基于最大后验概率准则的对数似然比(LLR)算法计算高阶调制信号的软输出解调信息[10]。

对数似然比(LLR)标准算法解析过程:在接收端,从射频接收到的信号经过OFDM解调器进行同步和信道估计,完成FFT变换,进行信道的补偿,主要是补偿每个数据子载波的衰减和相移。无论其使用哪种调制方式,解调制前得到的符号均可以表示为[5]:

r[i]=Gch(i)*a[i]+w[i](1)

其中,i代表第i个子载波;Gch(i)为第i个子载波的频响因子;a[i]为发送端发送的符号;w[i]为经过无线信道时产生的AWGN噪声(方差σ2-N0)。

如果信道估计没有错误,均衡器的输出可由式(2)给出:

其中,w[i]为经过无线信道时产生的AWGN噪声

对于每个r[i]符号,同相正交比特bi,k和bq,k可取值为0或1。以bi,k为例(同样适用于bq,k),QAM星座图对称分为两个分区,即Sk(0)和Sk(1)。Sk(0)包括(i,k)的所有符号‘0;Sk(1)包括(i,k)的所有符号‘1。在r[i]符号中解调的第K个比特的对数似然比(LLR)代表了第K个比特是0还是1的概率,其LLR的公式可以表示为[5]:

应用贝叶斯公式,并假设发送的所有符号都是平均分布,信道噪声一般为加性高斯白噪声(AWGN),即P[a[i]]=P[a[i]],可以得到LLR(bi,k)为:

endprint

其中,条件概率密度函数P[r[i]|a[i]=]表达式如下:

显然,从公式(3)和(4)可以看出,LLR标准算法公式需要大量的指数与对数运算,复杂度较高,实现起来非常困难,这在实际应用中是不可取的。

3 基于LLR软判决的LTE解映射简化算法

3.1LTE解映射SLLR算法

基于LLR软判决的LTE解映射简化算法是在LLR标准算法公式基础上,以简化指数计算与对数计算为主,降低LTE解映射过程中计算的复杂度。

具体简化过程如下:

在典型的大信噪比的信道条件下,运用Log-sum逼近算法[5], ,LLR计算可以初步简化为SLLR算法:

将公式(5)代入公式(6),可得:

代入公式(2),从而进一步得到SLLR算法:

显然,初步简化的算法能大大减少标准算法的计算量。在标准LLR算法中,每一个符号y[i]都需要对星座图上所有信号点进行指数计算,例如针对16QAM的LLR解映射需要16次的指数计算,而初步简化的算法不需要指数的计算。为了进一步简化公式,定义Di,k如下,其中K''=-4K',得到LLR解映射简化公式:

3.2QPSK、16QAM与64QAM解映射

对于不同的LTE调制方式(QPSK、16QAM与64QAM),Di,k可以根据LTE的星座图分布进行计算,进一步减少解映射的计算量。

(1)QPSK解映射

QPSK是在M=4时的调相技术,它规定了四种载波相位,分别为45°、135°、225°、315°。QPSK的调制星座图、比特映射图分别如图2和图3所示:

图2QPSK的调制星座图

从QPSK调制星座图上可以得到Bit1、Bit0的值为:

Di,1=yI[i],Di,0=yQ[i] (10)

(2)16QAM解映射

16QAM是使用最为广泛的M-QAM调制方式之一,其信号星座结合不同的相位与幅度组合共有16个信号点,图中每个信号点可以使用4个元素的比特向量(b1,b2,b3,b4)来表征,其中,b1,b2,b3,b4∈{0,1}。16QAM星座图如图4所示。

其中,16QAM每个比特的映射图如图5所示。

通过分析可以得出,16QAM解映射每个比特的公式如下:

Di,1=-|yI[i]|+K2,Di,0=-|yQ[i]|+K2 (13)

为了验证16QAM解映射公式的正确性,以16QAM的Bit3为例进行简单验证[11],如图6所示。

设Di,3=(d12-d02),则:

◆|yI[i]|

LLRmin dist(bi,3)=K'(d12-d02)=K'((q2+(1+yI[i])2)-

(q2+(1-yI[i])2))=4K'yI[i] (14)

◆|yI[i]|>K2:

LLRmin dist(bi,3)=K'(d12-d02)=K'((q2+(1+yI[i])2)-

(q2+(3-yI[i])2))=8K'(yI[i]-1) (15)

实际上,整体扩大或者缩小某一倍数、加减一小常数,并不影响判决结果[11]。因此,由公式(14)、(15)可以确定16QAM解映射简化公式(11)、(12)、(13)皆能完成正确判决,实现与标准算法公式相同的判决功能。

(3)64QAM解映射

在最小距离相同的条件下,64QAM星座图中可以容纳更多的星座点即可实现更高的频带利用率。与16QAM解映射过程同理,可得到64QAM解映射公式如下:

从式(11)至式(21)可以看出,LTE解映射简化算法SLLR不需要指数和对数运算,只涉及到乘法与加法运算,因此大大降低了对数似然比计算的复杂度。

4 LTE解映射SLLR算法与标准算法的仿

真分析

为进一步验证本文提出的SLLR算法的可靠性,分别使用标准的对数似然比算法和SLLR算法基于AWGN信道对16QAM调制方式产生的误码率、误块率进行性能仿真[12-13],16QAM标准算法与SLLR算法的BER仿真如图7所示:

图716QAM标准算法与SLLR算法的BER仿真图

仿真结果表明,在LTE 16QAM调制与AWGN信道下,简化SLLR算法下的系统性能基本逼近采用标准算法的系统性能,并且SLLR计算量比标准算法大大降低,只有标准算法的60%左右。该仿真结果也进一步验证了本文提出的对数似然比简化算法的可行性与可靠性。

5 结束语

本文通过分析不同调制方式(QPSK、16QAM、64QAM)下的LTE解映射结果,在现有对数似然比标准算法的基础上,运用Log-MAP及Max-Log-MAP算法,进而使用简单的线性运算代替原标准LLR算法中复杂的非线性运算,降低计算复杂度;仿真结果表明,本文所提出的SLLR简化算法可以理想地逼近标准LLR算法的计算结果,在LTE系统中应用不会带来系统的性能折损,适用于LTE通信系统。

参考文献:

[1] 3GPP TS 36.211. Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Physical channels and modulation[S]. 2011.

[2] 3GPP TS 36.212. Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Multiplexing and channel coding[S]. 2010.

[3] C Berrou, A Glavieux, P Thitimajshima. Near Shannon Limit Error-correcting Coding and Decoding: Turbo-codes[A]. IEEE Int Conf Commun[C]. 1993: 1064-1070.

[4] D MacKay. Good Error Correcting Codes Based on Very Sparse Matrices[A]. IEEE Trans Information Theory[C]. 1999: 399-431.

[5] TOSATO F, Paola Bisaglia. Simplified Soft Output Demapper for Binary Interleaved COFDM with Application to HIPERLAN/2[J/OL]. (2002-08-07). http://www.hpl.hp.com/techreports/2001/HPL-2001-246.pdf.

[6] S Ryoo, S Kim, S P Lee. Efficient Soft Demapping Method for High Order Modulation Schemes[A]. CDMA Int Conf(CIC) 2003[C]. 2003: 234-238.

[7] A Novel Low Complexity Soft-decision Demapper for QPSK 8PSK Demodulation of DVB-S2 Systems[Z].

[8] 宋林琦,王军. DTMB系统中的一种解映射方法[J]. 电视技术, 2008,32(6): 5-8.

[9] Min Gonga. A Low Complexity Two Dimensional Differential Demodulation for OFDM[J]. AEU-International Journal of Electronics and Communications, 2011,65(11): 893-900.

[10] 闫涛,茹乐,杜兴民. 一种基于折线逼近的对数似然比简化算法[J]. 电子与信息学报, 2008,30(8): 1832-1835.

[11] 王晓晴,杨知行,彭克武,等. 一种M-QAM软判决解映射的简化算法研究[J]. 电视技术, 2008,32(1): 17-19.

[12] Raju M S, Ramesh A, Chockaingam A. BER Analysis of QAM with Transmit Diversity in Rayleigh Fading Channel[C]. IEEE GLOBECOM'03, 2003: 641-645.

[13] 于沛东,李静,彭华. 一种利用软判决的信道编码识别新算法[J]. 电子学报, 2013,41(2): 314-320.★

作者简介

杨前华:工程师,硕士,现任职于南京信息职业技术学院通信学院,主要研究方向为移动通信技术、信源与信道编码技术。

万宇:工程师,硕士,现任职于中国移动通信集团江苏有限公司数据部,主要研究方向为移动通信技术、信源与信道编码技术。福建省4G用户达17.1万户 年底有望增至70万户据福建省通信管理局负责人透露,到今年一季度末,福建省3G用户达1 485.1万户,4G用户达17.1万户。预计到今年底,全省4G用户将达70万户。数据显示,至一季度末,全省电话用户总数达5 315.7万户,今年新增29万户,其中移动电话用户达4 352.8万户,新增49.6万户;互联网用户达3 799.6万户,新增209.2万户,其中移动互联网用户达2 928.3万户,新增191.2万户。电话普及率达140.8%,上升0.8个百分点;互联网普及率达100.7%,上升5.5个百分点。(飞象网)

其中,条件概率密度函数P[r[i]|a[i]=]表达式如下:

显然,从公式(3)和(4)可以看出,LLR标准算法公式需要大量的指数与对数运算,复杂度较高,实现起来非常困难,这在实际应用中是不可取的。

3 基于LLR软判决的LTE解映射简化算法

3.1LTE解映射SLLR算法

基于LLR软判决的LTE解映射简化算法是在LLR标准算法公式基础上,以简化指数计算与对数计算为主,降低LTE解映射过程中计算的复杂度。

具体简化过程如下:

在典型的大信噪比的信道条件下,运用Log-sum逼近算法[5], ,LLR计算可以初步简化为SLLR算法:

将公式(5)代入公式(6),可得:

代入公式(2),从而进一步得到SLLR算法:

显然,初步简化的算法能大大减少标准算法的计算量。在标准LLR算法中,每一个符号y[i]都需要对星座图上所有信号点进行指数计算,例如针对16QAM的LLR解映射需要16次的指数计算,而初步简化的算法不需要指数的计算。为了进一步简化公式,定义Di,k如下,其中K''=-4K',得到LLR解映射简化公式:

3.2QPSK、16QAM与64QAM解映射

对于不同的LTE调制方式(QPSK、16QAM与64QAM),Di,k可以根据LTE的星座图分布进行计算,进一步减少解映射的计算量。

(1)QPSK解映射

QPSK是在M=4时的调相技术,它规定了四种载波相位,分别为45°、135°、225°、315°。QPSK的调制星座图、比特映射图分别如图2和图3所示:

图2QPSK的调制星座图

从QPSK调制星座图上可以得到Bit1、Bit0的值为:

Di,1=yI[i],Di,0=yQ[i] (10)

(2)16QAM解映射

16QAM是使用最为广泛的M-QAM调制方式之一,其信号星座结合不同的相位与幅度组合共有16个信号点,图中每个信号点可以使用4个元素的比特向量(b1,b2,b3,b4)来表征,其中,b1,b2,b3,b4∈{0,1}。16QAM星座图如图4所示。

其中,16QAM每个比特的映射图如图5所示。

通过分析可以得出,16QAM解映射每个比特的公式如下:

Di,1=-|yI[i]|+K2,Di,0=-|yQ[i]|+K2 (13)

为了验证16QAM解映射公式的正确性,以16QAM的Bit3为例进行简单验证[11],如图6所示。

设Di,3=(d12-d02),则:

◆|yI[i]|

LLRmin dist(bi,3)=K'(d12-d02)=K'((q2+(1+yI[i])2)-

(q2+(1-yI[i])2))=4K'yI[i] (14)

◆|yI[i]|>K2:

LLRmin dist(bi,3)=K'(d12-d02)=K'((q2+(1+yI[i])2)-

(q2+(3-yI[i])2))=8K'(yI[i]-1) (15)

实际上,整体扩大或者缩小某一倍数、加减一小常数,并不影响判决结果[11]。因此,由公式(14)、(15)可以确定16QAM解映射简化公式(11)、(12)、(13)皆能完成正确判决,实现与标准算法公式相同的判决功能。

(3)64QAM解映射

在最小距离相同的条件下,64QAM星座图中可以容纳更多的星座点即可实现更高的频带利用率。与16QAM解映射过程同理,可得到64QAM解映射公式如下:

从式(11)至式(21)可以看出,LTE解映射简化算法SLLR不需要指数和对数运算,只涉及到乘法与加法运算,因此大大降低了对数似然比计算的复杂度。

4 LTE解映射SLLR算法与标准算法的仿

真分析

为进一步验证本文提出的SLLR算法的可靠性,分别使用标准的对数似然比算法和SLLR算法基于AWGN信道对16QAM调制方式产生的误码率、误块率进行性能仿真[12-13],16QAM标准算法与SLLR算法的BER仿真如图7所示:

图716QAM标准算法与SLLR算法的BER仿真图

仿真结果表明,在LTE 16QAM调制与AWGN信道下,简化SLLR算法下的系统性能基本逼近采用标准算法的系统性能,并且SLLR计算量比标准算法大大降低,只有标准算法的60%左右。该仿真结果也进一步验证了本文提出的对数似然比简化算法的可行性与可靠性。

5 结束语

本文通过分析不同调制方式(QPSK、16QAM、64QAM)下的LTE解映射结果,在现有对数似然比标准算法的基础上,运用Log-MAP及Max-Log-MAP算法,进而使用简单的线性运算代替原标准LLR算法中复杂的非线性运算,降低计算复杂度;仿真结果表明,本文所提出的SLLR简化算法可以理想地逼近标准LLR算法的计算结果,在LTE系统中应用不会带来系统的性能折损,适用于LTE通信系统。

参考文献:

[1] 3GPP TS 36.211. Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Physical channels and modulation[S]. 2011.

[2] 3GPP TS 36.212. Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Multiplexing and channel coding[S]. 2010.

[3] C Berrou, A Glavieux, P Thitimajshima. Near Shannon Limit Error-correcting Coding and Decoding: Turbo-codes[A]. IEEE Int Conf Commun[C]. 1993: 1064-1070.

[4] D MacKay. Good Error Correcting Codes Based on Very Sparse Matrices[A]. IEEE Trans Information Theory[C]. 1999: 399-431.

[5] TOSATO F, Paola Bisaglia. Simplified Soft Output Demapper for Binary Interleaved COFDM with Application to HIPERLAN/2[J/OL]. (2002-08-07). http://www.hpl.hp.com/techreports/2001/HPL-2001-246.pdf.

[6] S Ryoo, S Kim, S P Lee. Efficient Soft Demapping Method for High Order Modulation Schemes[A]. CDMA Int Conf(CIC) 2003[C]. 2003: 234-238.

[7] A Novel Low Complexity Soft-decision Demapper for QPSK 8PSK Demodulation of DVB-S2 Systems[Z].

[8] 宋林琦,王军. DTMB系统中的一种解映射方法[J]. 电视技术, 2008,32(6): 5-8.

[9] Min Gonga. A Low Complexity Two Dimensional Differential Demodulation for OFDM[J]. AEU-International Journal of Electronics and Communications, 2011,65(11): 893-900.

[10] 闫涛,茹乐,杜兴民. 一种基于折线逼近的对数似然比简化算法[J]. 电子与信息学报, 2008,30(8): 1832-1835.

[11] 王晓晴,杨知行,彭克武,等. 一种M-QAM软判决解映射的简化算法研究[J]. 电视技术, 2008,32(1): 17-19.

[12] Raju M S, Ramesh A, Chockaingam A. BER Analysis of QAM with Transmit Diversity in Rayleigh Fading Channel[C]. IEEE GLOBECOM'03, 2003: 641-645.

[13] 于沛东,李静,彭华. 一种利用软判决的信道编码识别新算法[J]. 电子学报, 2013,41(2): 314-320.★

作者简介

杨前华:工程师,硕士,现任职于南京信息职业技术学院通信学院,主要研究方向为移动通信技术、信源与信道编码技术。

万宇:工程师,硕士,现任职于中国移动通信集团江苏有限公司数据部,主要研究方向为移动通信技术、信源与信道编码技术。福建省4G用户达17.1万户 年底有望增至70万户据福建省通信管理局负责人透露,到今年一季度末,福建省3G用户达1 485.1万户,4G用户达17.1万户。预计到今年底,全省4G用户将达70万户。数据显示,至一季度末,全省电话用户总数达5 315.7万户,今年新增29万户,其中移动电话用户达4 352.8万户,新增49.6万户;互联网用户达3 799.6万户,新增209.2万户,其中移动互联网用户达2 928.3万户,新增191.2万户。电话普及率达140.8%,上升0.8个百分点;互联网普及率达100.7%,上升5.5个百分点。(飞象网)

其中,条件概率密度函数P[r[i]|a[i]=]表达式如下:

显然,从公式(3)和(4)可以看出,LLR标准算法公式需要大量的指数与对数运算,复杂度较高,实现起来非常困难,这在实际应用中是不可取的。

3 基于LLR软判决的LTE解映射简化算法

3.1LTE解映射SLLR算法

基于LLR软判决的LTE解映射简化算法是在LLR标准算法公式基础上,以简化指数计算与对数计算为主,降低LTE解映射过程中计算的复杂度。

具体简化过程如下:

在典型的大信噪比的信道条件下,运用Log-sum逼近算法[5], ,LLR计算可以初步简化为SLLR算法:

将公式(5)代入公式(6),可得:

代入公式(2),从而进一步得到SLLR算法:

显然,初步简化的算法能大大减少标准算法的计算量。在标准LLR算法中,每一个符号y[i]都需要对星座图上所有信号点进行指数计算,例如针对16QAM的LLR解映射需要16次的指数计算,而初步简化的算法不需要指数的计算。为了进一步简化公式,定义Di,k如下,其中K''=-4K',得到LLR解映射简化公式:

3.2QPSK、16QAM与64QAM解映射

对于不同的LTE调制方式(QPSK、16QAM与64QAM),Di,k可以根据LTE的星座图分布进行计算,进一步减少解映射的计算量。

(1)QPSK解映射

QPSK是在M=4时的调相技术,它规定了四种载波相位,分别为45°、135°、225°、315°。QPSK的调制星座图、比特映射图分别如图2和图3所示:

图2QPSK的调制星座图

从QPSK调制星座图上可以得到Bit1、Bit0的值为:

Di,1=yI[i],Di,0=yQ[i] (10)

(2)16QAM解映射

16QAM是使用最为广泛的M-QAM调制方式之一,其信号星座结合不同的相位与幅度组合共有16个信号点,图中每个信号点可以使用4个元素的比特向量(b1,b2,b3,b4)来表征,其中,b1,b2,b3,b4∈{0,1}。16QAM星座图如图4所示。

其中,16QAM每个比特的映射图如图5所示。

通过分析可以得出,16QAM解映射每个比特的公式如下:

Di,1=-|yI[i]|+K2,Di,0=-|yQ[i]|+K2 (13)

为了验证16QAM解映射公式的正确性,以16QAM的Bit3为例进行简单验证[11],如图6所示。

设Di,3=(d12-d02),则:

◆|yI[i]|

LLRmin dist(bi,3)=K'(d12-d02)=K'((q2+(1+yI[i])2)-

(q2+(1-yI[i])2))=4K'yI[i] (14)

◆|yI[i]|>K2:

LLRmin dist(bi,3)=K'(d12-d02)=K'((q2+(1+yI[i])2)-

(q2+(3-yI[i])2))=8K'(yI[i]-1) (15)

实际上,整体扩大或者缩小某一倍数、加减一小常数,并不影响判决结果[11]。因此,由公式(14)、(15)可以确定16QAM解映射简化公式(11)、(12)、(13)皆能完成正确判决,实现与标准算法公式相同的判决功能。

(3)64QAM解映射

在最小距离相同的条件下,64QAM星座图中可以容纳更多的星座点即可实现更高的频带利用率。与16QAM解映射过程同理,可得到64QAM解映射公式如下:

从式(11)至式(21)可以看出,LTE解映射简化算法SLLR不需要指数和对数运算,只涉及到乘法与加法运算,因此大大降低了对数似然比计算的复杂度。

4 LTE解映射SLLR算法与标准算法的仿

真分析

为进一步验证本文提出的SLLR算法的可靠性,分别使用标准的对数似然比算法和SLLR算法基于AWGN信道对16QAM调制方式产生的误码率、误块率进行性能仿真[12-13],16QAM标准算法与SLLR算法的BER仿真如图7所示:

图716QAM标准算法与SLLR算法的BER仿真图

仿真结果表明,在LTE 16QAM调制与AWGN信道下,简化SLLR算法下的系统性能基本逼近采用标准算法的系统性能,并且SLLR计算量比标准算法大大降低,只有标准算法的60%左右。该仿真结果也进一步验证了本文提出的对数似然比简化算法的可行性与可靠性。

5 结束语

本文通过分析不同调制方式(QPSK、16QAM、64QAM)下的LTE解映射结果,在现有对数似然比标准算法的基础上,运用Log-MAP及Max-Log-MAP算法,进而使用简单的线性运算代替原标准LLR算法中复杂的非线性运算,降低计算复杂度;仿真结果表明,本文所提出的SLLR简化算法可以理想地逼近标准LLR算法的计算结果,在LTE系统中应用不会带来系统的性能折损,适用于LTE通信系统。

参考文献:

[1] 3GPP TS 36.211. Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Physical channels and modulation[S]. 2011.

[2] 3GPP TS 36.212. Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Multiplexing and channel coding[S]. 2010.

[3] C Berrou, A Glavieux, P Thitimajshima. Near Shannon Limit Error-correcting Coding and Decoding: Turbo-codes[A]. IEEE Int Conf Commun[C]. 1993: 1064-1070.

[4] D MacKay. Good Error Correcting Codes Based on Very Sparse Matrices[A]. IEEE Trans Information Theory[C]. 1999: 399-431.

[5] TOSATO F, Paola Bisaglia. Simplified Soft Output Demapper for Binary Interleaved COFDM with Application to HIPERLAN/2[J/OL]. (2002-08-07). http://www.hpl.hp.com/techreports/2001/HPL-2001-246.pdf.

[6] S Ryoo, S Kim, S P Lee. Efficient Soft Demapping Method for High Order Modulation Schemes[A]. CDMA Int Conf(CIC) 2003[C]. 2003: 234-238.

[7] A Novel Low Complexity Soft-decision Demapper for QPSK 8PSK Demodulation of DVB-S2 Systems[Z].

[8] 宋林琦,王军. DTMB系统中的一种解映射方法[J]. 电视技术, 2008,32(6): 5-8.

[9] Min Gonga. A Low Complexity Two Dimensional Differential Demodulation for OFDM[J]. AEU-International Journal of Electronics and Communications, 2011,65(11): 893-900.

[10] 闫涛,茹乐,杜兴民. 一种基于折线逼近的对数似然比简化算法[J]. 电子与信息学报, 2008,30(8): 1832-1835.

[11] 王晓晴,杨知行,彭克武,等. 一种M-QAM软判决解映射的简化算法研究[J]. 电视技术, 2008,32(1): 17-19.

[12] Raju M S, Ramesh A, Chockaingam A. BER Analysis of QAM with Transmit Diversity in Rayleigh Fading Channel[C]. IEEE GLOBECOM'03, 2003: 641-645.

[13] 于沛东,李静,彭华. 一种利用软判决的信道编码识别新算法[J]. 电子学报, 2013,41(2): 314-320.★

作者简介

杨前华:工程师,硕士,现任职于南京信息职业技术学院通信学院,主要研究方向为移动通信技术、信源与信道编码技术。

万宇:工程师,硕士,现任职于中国移动通信集团江苏有限公司数据部,主要研究方向为移动通信技术、信源与信道编码技术。福建省4G用户达17.1万户 年底有望增至70万户据福建省通信管理局负责人透露,到今年一季度末,福建省3G用户达1 485.1万户,4G用户达17.1万户。预计到今年底,全省4G用户将达70万户。数据显示,至一季度末,全省电话用户总数达5 315.7万户,今年新增29万户,其中移动电话用户达4 352.8万户,新增49.6万户;互联网用户达3 799.6万户,新增209.2万户,其中移动互联网用户达2 928.3万户,新增191.2万户。电话普及率达140.8%,上升0.8个百分点;互联网普及率达100.7%,上升5.5个百分点。(飞象网)

猜你喜欢
星座图对数复杂度
含有对数非线性项Kirchhoff方程多解的存在性
指数与对数
指数与对数
一种低复杂度的惯性/GNSS矢量深组合方法
基于资源块星座图的稀疏码多址接入码本设计
求图上广探树的时间复杂度
某雷达导51 头中心控制软件圈复杂度分析与改进
出口技术复杂度研究回顾与评述
一维星座图在大频偏色散场合的应用研究
信号分割修正聚类的星座图恢复算法