[發(fā)明專利]一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中細(xì)粒度的子載波編碼系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510323961.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105141393B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王璐;伍楷舜;戚肖克;陳昭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44248
• 代理人: 胡玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種子載波編碼系統(tǒng)，尤其涉及一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中細(xì)粒度的子載波編碼系統(tǒng)，并涉及采用了該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中細(xì)粒度的子載波編碼系統(tǒng)的子載波編碼方法。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線移動(dòng)終端的普及，人們對(duì)高速度高質(zhì)量無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的需求與日俱增。然而，由于無(wú)線信道中的信號(hào)常常會(huì)面臨衰減，噪聲，干擾的影響，使得這個(gè)日益增長(zhǎng)的需求仍面臨巨大的挑戰(zhàn)；此外，隨著時(shí)間變化和在發(fā)送器和接收器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加劇這個(gè)難題。傳統(tǒng)的方法是使用速率適配器使數(shù)據(jù)率適應(yīng)信道狀態(tài)的變化，以達(dá)到比固定比特率方案具有更高的平局吞吐量。還有一種替代方案就是使用無(wú)比率編碼，無(wú)比率編碼因?yàn)楦鶕?jù)信道質(zhì)量獲得更高的數(shù)據(jù)率而被視為是一種理想的模型，也因此重新受到了強(qiáng)烈的重視。在無(wú)比率編碼中，發(fā)送機(jī)以固定的比特率持續(xù)發(fā)送無(wú)比率符號(hào)塊，接收機(jī)將會(huì)收集解碼失敗的符號(hào)并且用這些符號(hào)形成較低速率的編碼。用這種方式，接收機(jī)可以根據(jù)信道的情況來(lái)解碼塊。然而，先進(jìn)的無(wú)比特率編碼有兩個(gè)關(guān)鍵的缺點(diǎn):一是忽視頻率分集，二是不恰當(dāng)?shù)姆答仭＿@兩個(gè)缺點(diǎn)極大地限制無(wú)比率編碼的效率并且降低了他們的性能。

目前802.11標(biāo)準(zhǔn)采用固定速率編碼和調(diào)制方案，譬如卷積碼和低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)碼，這些編碼和調(diào)制方案可以被組合起來(lái)獲得不同的傳輸數(shù)據(jù)率，這樣組合的選擇需要明確的和反應(yīng)速率適配政策來(lái)滿足信道條件和近似信道容量。發(fā)射機(jī)通過(guò)一定的指標(biāo)決定傳輸速率，譬如包接收率或者信噪比，這些選擇策略主要集中在時(shí)域用來(lái)對(duì)抗時(shí)空信道變化，并沒(méi)有考慮頻域選擇性衰落信道的特性；另外，頻率感知適應(yīng)速率(FARA)和自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制嘗試通過(guò)跨越不同頻率調(diào)節(jié)編碼和調(diào)制參數(shù)以達(dá)到較好的數(shù)據(jù)率，但這些以固定速率為基礎(chǔ)的策略依賴于以發(fā)射機(jī)的感知來(lái)指導(dǎo)接收機(jī)的自適應(yīng)為目地，隨之而來(lái)會(huì)造成昂貴的反饋和不準(zhǔn)確的推斷。和以上方法不同的是，本例做的細(xì)粒度子載波編碼是潛在的基于接收機(jī)的速率自適應(yīng)，其中接收機(jī)決定傳輸數(shù)據(jù)率，通過(guò)頻域載波質(zhì)量的多樣性和低代價(jià)的反饋，本例在多載波系統(tǒng)中達(dá)到了一種細(xì)粒度并且最合適的載波級(jí)別數(shù)據(jù)傳輸速率。

近年來(lái)，無(wú)比率編碼呈現(xiàn)出一個(gè)理想的速率自適應(yīng)模型，在無(wú)比率編碼系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)將會(huì)從一個(gè)固定數(shù)量的信息符號(hào)中產(chǎn)生潛在沒(méi)有限制數(shù)量的輸出無(wú)比率符號(hào)，以至于讓接收機(jī)能持續(xù)收集無(wú)比率符號(hào)直到所有的消息符號(hào)被成功解碼?；谧詣?dòng)自適應(yīng)速率和碰撞處理的方法用一種分層的方式來(lái)產(chǎn)生符號(hào)的線性組合，盡管這種方式以固定信噪比的方式達(dá)到了信道容量，它的分層結(jié)構(gòu)使它擴(kuò)展到其他結(jié)構(gòu)變得很復(fù)雜。除此之外，脊柱碼采用哈希函數(shù)和隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生序列產(chǎn)生無(wú)比率符號(hào)，連續(xù)的哈希函數(shù)提供豐富的結(jié)構(gòu)并且與分層結(jié)構(gòu)相比簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，這些無(wú)比率編碼僅在單載波通信系統(tǒng)中能很好的工作，并且不需要每一個(gè)塊的反饋。然而在多載波系統(tǒng)中，來(lái)自于接收機(jī)的適當(dāng)反饋能幫助發(fā)射機(jī)利用頻域載波質(zhì)量多樣化達(dá)到更好的性能，這也是本例發(fā)明的重點(diǎn)，本例利用偽噪聲序列作為輕量級(jí)反饋來(lái)減小開(kāi)銷，這樣在接收端的自適應(yīng)速率可以表現(xiàn)的更好，已達(dá)到更高效且更合適的無(wú)邊率編碼。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是需要提供一種可以利用頻域選擇性衰落信道的載波質(zhì)量多樣化特性，使得不同子載波的數(shù)據(jù)都可以達(dá)到最合適的傳輸速率的編碼系統(tǒng)。

對(duì)此，本發(fā)明提供一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中細(xì)粒度的子載波編碼系統(tǒng)，包括：

自適應(yīng)編碼分配模塊，通過(guò)在頻域?qū)幋a進(jìn)行載波級(jí)別的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，以獲得最大化的傳輸速率的編碼；

載波獨(dú)立編碼模塊，與自適應(yīng)編碼分配模塊相連接，所述載波獨(dú)立編碼模塊用于打破無(wú)比率碼在子載波間的相關(guān)性，得到載波獨(dú)立的無(wú)比率編碼符號(hào)組；

發(fā)射機(jī)，與載波獨(dú)立編碼模塊相連接，所述發(fā)射機(jī)將需要傳輸?shù)男畔⒕幋a進(jìn)無(wú)比率符號(hào)組中得到傳輸信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送給接收機(jī)；

低代價(jià)反饋模塊，所述低代價(jià)反饋模塊用于給發(fā)射機(jī)提供實(shí)時(shí)和精確的解碼狀態(tài)信息；

可預(yù)測(cè)解碼模塊，與低代價(jià)反饋模塊相連接，所述可預(yù)測(cè)解碼模塊可以幫助接收機(jī)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)解碼時(shí)間；

以及，接收機(jī)，與發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，所述接收機(jī)負(fù)責(zé)接收信號(hào)并送入解碼器進(jìn)行解碼。

所述可預(yù)測(cè)解碼模塊與低代價(jià)反饋模塊相連接，可以幫助接收機(jī)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)解碼時(shí)間，以避免不必要的解碼代價(jià)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，當(dāng)某個(gè)載波上的傳輸信號(hào)被解碼器成功解碼后，接收機(jī)將會(huì)獨(dú)立給這個(gè)子載波發(fā)送反饋至發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)將根據(jù)接收機(jī)的反饋信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整解碼表，并進(jìn)行該載波上的編碼傳輸分配，以此達(dá)到載波級(jí)別的細(xì)粒度傳輸速率調(diào)節(jié)，以進(jìn)行進(jìn)一步的編碼傳輸分配。