FTN系统中两种频域迭代分组判决反馈均衡器仿真分析

张广娜,郭明喜,沈越泓

(解放军理工大学 通信工程学院,南京 210007)

0 概述

1975年,Mazo首次提出了超奈奎斯特(Faster-than-Nyquist,FTN)理论[1],并指出FTN码元速率传输体系在相同带宽、相同比特能量、相同误码率性能的条件下,可以比传统的Nyquist体系多传输30%以上的数据符号[2]。因此,在频谱资源紧缺的当今社会,FTN受到人们更广泛的关注。然而,FTN提高通信系统的传输速率是以接收端引入无限长的码间串扰为代价,如何以较低的计算复杂度来消除码间串扰成为FTN信号研究中非常重要的课题。

目前,人们已经提出了一系列FTN系统接收端的解调算法,其中,Forney和Hayes分别提出了最大似然序列估计[3]和维特比算法[4],但其复杂度随滤波器抽头系数和每符号所包含比特数的增加呈指数增长。文献[5]提出了一种基于矩阵分解的判决反馈均衡算法,其误码率性能优于维特比算法,但矩阵的正交三角(QR)分解使其计算复杂度仍很高。其他复杂度相对较低的接收算法也被引入到FTN系统中,如连续干扰消除算法[6]、加窗Chase均衡[7]。这里提到的接收算法均为基于时域均衡的操作,在码间串扰无限长的FTN系统中的解调复杂度都很高。

相比时域均衡,频域均衡操作可以在保持系统误码率性能不变的前提下有效降低计算复杂度[8],且非线性均衡器消除码间串扰的性能优于线性均衡器[9-10]。线性频域均衡器(Frequency-Domain Equalizer,FDE)[11-12]和迭代分组判决反馈均衡器(Iterative Block Decision Feedback Equalizer,IBDFE)[13-14]均为复杂度较低的频域均衡算法。为进一步降低复杂度,文献[15]提出了将判决信号中的误差与期望信号分离的低复杂度IBDFE(LC-IBDFE)算法。……