[發(fā)明專利]逼近信道容量的無速率TCM碼的編譯碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410275787.2
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104022848B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白寶明;竇金芳;李瓊;陳佩瑤;魏蕓
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué);西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種信道編譯碼方法，可用于使TCM碼在發(fā)送端未知信道狀態(tài)信息的情況下自適應(yīng)地選擇合適的碼率進(jìn)行傳輸。

背景技術(shù)

網(wǎng)格編碼調(diào)制TCM技術(shù)是1982年由Ungerboeck提出的一種基于卷積碼的編碼調(diào)制方法，它利用狀態(tài)的記憶和適當(dāng)?shù)挠成鋪碓龃蟠a字序列之間的距離，因為卷積碼可以看成是網(wǎng)格碼，因此這種體制就稱為網(wǎng)格編碼調(diào)制。其基本思想是：將碼率R＝m/(m+1)的卷積碼與2^m+1進(jìn)制星座圖相結(jié)合，在不降低頻帶利用率和功率利用率的情況下，以設(shè)備的復(fù)雜化來換取編碼增益。使用該技術(shù)調(diào)制的卷積碼稱為TCM碼。一般情況下，TCM碼的可選碼率范圍可看作是幾個固定離散值的集合。由于TCM碼在接收端接收符號信息的多少與碼率有關(guān)，因此當(dāng)選用某一碼率時，不可避免會出現(xiàn)以下問題：當(dāng)接收端實際接收的信息多于實現(xiàn)正確譯碼所必需接收的信息時，會造成傳輸信息的浪費，此時應(yīng)該使用某一更高碼率使TCM碼性能最佳，但是由于TCM碼可選的碼率值是有限的，大多數(shù)情況下在可選碼率集合里找不到適用于當(dāng)前信道的最佳碼率；當(dāng)接收端實際接收的信息少于實現(xiàn)正確譯碼所必需接收的信息時，無法實現(xiàn)可靠譯碼，此時需要使用某一更低碼率使TCM碼性能最佳，但是仍會出現(xiàn)如上類似的問題。因此，如何使TCM碼在發(fā)送端未知信道狀態(tài)信息的情況下自適應(yīng)地選擇合適的碼率進(jìn)行傳輸，是需要解決的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術(shù)的不足，提出一種逼近信道容量的無速率TCM碼的編譯碼方法，以使TCM碼在發(fā)送端未知信道狀態(tài)信息的情況下能夠自適應(yīng)地選擇合適的碼率進(jìn)行傳輸，實現(xiàn)可靠傳輸，提高TCM碼在時變信道中的傳輸效率。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的方案是：在TCM碼的編碼調(diào)制基礎(chǔ)上引入Rateless的設(shè)計思想，完成無速率TCM碼的實現(xiàn)。其技術(shù)步驟如下：

(1)選用碼率R＝m/(m+1)的卷積碼編碼器，用該編碼器對信息序列u＝(u₁,u₂,…,u_i,…,u_L)進(jìn)行編碼，得到編碼序列：c＝(c₁,c₂,…,c_i,…,c_L)，其中u_i為第i個2^m進(jìn)制的信息符號，c_i為第i個2^m+1進(jìn)制的編碼符號，1≤i≤L，L為編碼的網(wǎng)格長度；

(2)發(fā)送端通過改變信號映射關(guān)系，不斷對編碼序列c進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生源源不斷的符號信息并發(fā)送至信道，直到接收端接收足夠多的信息以完成正確譯碼為止：

(2a)令n表示發(fā)送端對編碼序列c進(jìn)行調(diào)制的次數(shù)，初始化n＝1，并設(shè)計信號映射關(guān)系Φ_n；

(2b)在發(fā)送端，采用信號映射關(guān)系Φ_n，將編碼序列c＝(c₁,c₂,…,c_L)映射到2^m+1進(jìn)制星座圖上，得到已調(diào)制符號序列x_n＝(x_n,1,x_n,2,...,x_n,L)，并將已調(diào)制符號序列x_n分成M部分：表示第i部分，1≤i≤M，1≤M≤L；

(2c)令t表示該次調(diào)制下發(fā)送端向信道發(fā)送符號序列的次數(shù)，初始化t＝1；

(2d)發(fā)送端對符號序列x_n進(jìn)行刪余，只保留該序列的第t部分，即，再將其發(fā)送至信道，信道輸出加噪序列，在該次調(diào)制下接收端接收的符號序列為

(2e)接收端根據(jù)目前所有的已接收序列y＝(y₁,y₂,…,y_n)，使用維特比譯碼算法進(jìn)行譯碼；

(2f)如果譯碼結(jié)果完全正確，則輸出譯碼結(jié)果，并宣告譯碼結(jié)束，如果譯碼結(jié)果有誤，則觀察此次調(diào)制下發(fā)送端向信道發(fā)送符號序列的次數(shù)t的大小，若t＝M，則令發(fā)送端對編碼序列c進(jìn)行調(diào)制的次數(shù)n＝n+1,改變信號映射關(guān)系Φ_n，返回步驟(2b)；若t<M，則令t＝t+1，返回步驟(2d)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：