低复杂度FTN系统判决反馈均衡器设计

"该文提出了一种在超Nyquist码元速率(FTN)系统下降低接收机复杂度的低复杂度判决反馈均衡器(LC-IBDFE)，基于N.Benvenuto和S.Tomasin在2014年提出的迭代分组判决反馈均衡器(IBDFE)。通过仿真，LC-IBDFE在性能接近IBDFE的同时，显著降低了复杂度，经过2次迭代复杂度减少约11.7%，3次迭代后减少约27.6%。" 超Nyquist码元速率传输是现代通信系统中提高数据传输效率的一种关键技术。传统的奈奎斯特(Nyquist)准则限制了码元传输速率，以避免码间干扰(ISI)。然而，FTN理论打破了这一限制，允许码元速率超过奈奎斯特速率，从而理论上能够实现更高的信道利用率。但这样的提升伴随着ISI的增加，这会显著增加接收机的处理复杂度。 判决反馈均衡器(DFE)是一种用于消除ISI的接收端技术，它结合了前向均衡和反馈机制，通过反馈错误信息来调整均衡器系数，以减小ISI的影响。然而，传统的DFE在FTN系统中可能过于复杂，不适用于高速率的FTN通信。 在这种背景下，N.Benvenuto和S.Tomasin提出的迭代分组判决反馈均衡器(IBDFE)是一种有效的解决方案。IBDFE通过将数据流分组并进行迭代处理，能够在保持性能的同时，适当降低复杂度。然而，尽管有所改进，其复杂度仍然较高。 本文提出的低复杂度的频域迭代分组判决反馈均衡器(LC-IBDFE)进一步优化了这一过程。LC-IBDFE在IBDFE的基础上进行了优化，以减少计算量，同时保持接近于IBDFE的性能。仿真结果证明了LC-IBDFE的有效性，仅经过两次迭代，其复杂度就降低了约11.7%，三次迭代后降低至约27.6%，这对于实现实时、高效率的FTN通信系统具有重要意义。 此外，LC-IBDFE的设计考虑了实际系统的硬件实现，旨在平衡性能和功耗，这对于移动通信和卫星通信等资源受限的环境尤为重要。通过这种低复杂度设计，不仅可以提高系统的整体效率，还能降低设备的成本和功耗，使得FTN技术更易于广泛应用。 这项工作为FTN系统中的均衡技术提供了新的视角，为未来高速通信系统的设计提供了有价值的参考。通过深入研究和优化判决反馈均衡器，我们可以期望在不牺牲性能的前提下，实现更高效、更节能的超Nyquist通信。