[發明專利]基于PSK信號與LDPC碼聯合迭代解調譯碼的信息傳輸方法

有效

• 申請號: 201410077473.1
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103888218B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 劉愛軍;張邦寧;龔超;潘小飛;郭道省;葉展;潘克剛;王恒;方華;晉軍;續欣;王杭先;童新海;梁小虎
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L27/36
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于無線通信技術，特別是一種基于PSK信號與LDPC碼聯合迭代解調譯碼的傳輸方法。

背景技術

LDPC(低密度校驗碼)碼早在上世紀七十年代就已經被提出，但是長期沒有受到重視。隨著上世紀九十年代初期迭代譯碼方法的出現和發展，LDPC碼有了很好的譯碼方法，且性能非常接近理論極限，從而煥發了蓬勃生機，得到了飛速發展，特別是進入本世紀以來在各類新的通信標準中得到廣泛應用。

PSK(相移鍵控)調制方法是一種非常傳統和成熟的調制技術，應用非常之廣。當前，很多通信系統中都采用了這種調制方式。LDPC碼和PSK調制方式相結合的通信系統也很多，例如衛星數字廣播電視DVB-s2中就是采用這種方式。PSK調制方式可以采用相干解調或者差分解調。相干解調性能更好但是必須實現準確的載波同步，差分解調受載波同步精度影響較小，但是性能比相干解調方式約差3dB。在一些應用場合，載波同步比較困難，例如慢跳頻通信中每一跳僅數十個符號，很難實現準確的載波同步。一般這種場合都采用差分解調的方法。隨著迭代接收技術的逐步發展，人們開始研究利用譯碼信息來輔助差分解調，通過迭代的方法降低差分解調性能損失，使之在不用進行準確載波同步的情況具備接近相干解調的性能。迭代聯合解調譯碼的方法兼具相干解調性能好和差分解調不須準確載波同步的優點，因而受到了廣泛的關注，得到了較快的發展。但是，目前大多迭代聯合解調譯碼信息傳輸方法的復雜度太高，不易工程實現。

R.R.Chen,R.Koetter,D.Agrawal,and U.Madhow,“Joint demodulation and decoding for the noncoherent block fading channel:a practical framework for approaching channel capacity,”(IEEE Trans.Commun.,vol.51,no.10,pp.1676–1689,Oct.2003.)一文提出了一種將解調和信道譯碼結合在一起并通過迭代的方法來提高解調譯碼性能的方法。其目的是解決短突發信號信號在難以進行準確相位估計的情況下如何保證高性能接收的問題。采用該方法可以得到比相干解調僅差0.6dB的性能。但是該方法的運算量太大。針對這一問題，N.Jacobsen,U.Madhow等人在文獻“Coded noncoherent communication with amplitude/phase modulation:from shannon theory to practical architectures,”(IEEE Trans.Commun.,vol.56,no.12,pp.2040–204,Dec.2008.)中提出了采用對數域計算和最大路徑檢測方法來降低計算復雜度。盡管該方法的復雜度相對之前R.R.Chen等人提出的方法有很大改善，但是其硬件實現復雜度依然很高，不適合工程實現，特別是不適合利用FPGA等器件來實現高速信號接收。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于PSK信號與LDPC碼聯合迭代解調譯碼的傳輸方法，解決慢跳頻通信等通信系統相位同步實現困難或代價過大的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于PSK信號與LDPC碼聯合迭代解調譯碼的信息傳輸方法，方法步驟如下：

步驟1、在發送端，進行編碼和調制,步驟如下：

1-1)編碼，將需要傳輸的二進制比特信息序列送入LDPC編碼器，得到長度為S的編碼信息序列；

1-2)交織，將編碼后得到的編碼信息序列逐行記入一個N行M列的數列，其中M×N＝S；

1-3)添加輔助數據，將上一步中每列數據作為一幀，在每幀數據前添加P個0作為輔助數據，得到長度為T＝P+N的數據幀；

1-4)調制，將長度為T數據幀逐幀進行PSK調制，得到PSK信號x_n，調制方式如下：

x_n＝exp(jπw_n)

w_n為一幀中的第n個數據，n的取值范圍為0至T-1，j表示虛數。

步驟2、PSK信號x_n經過一個分塊非相干高斯白噪聲信道后被接收端接收，接收信號r_n為

r_n＝Aexp(jθ)x_n+η_n