[發(fā)明專利]一種基于8?QAM信號(hào)的LDPC碼新穎編碼調(diào)制方案

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710422734.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107040492A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁建國(guó);鄭德猛;汪哲;曾晶;孫樂(lè)樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/36
• 分類號(hào): H04L27/36;H04L27/34;H04L1/00
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號(hào)處理領(lǐng)域，涉及高速通信中的比特交織編碼調(diào)制迭代譯碼(BICM-ID)系統(tǒng)，具體涉及一種基于8-QAM信號(hào)的LDPC碼新穎編碼調(diào)制方案設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

通信的目的是在有干擾和噪聲的環(huán)境中利用盡可能少的帶寬、功率資源來(lái)可靠的傳輸信息。節(jié)省帶寬的比特交織編碼調(diào)制迭代解調(diào)/譯碼(Bit-interleavedCodedModulationIterativeDemodulation/Decoding,BICM-ID)方案是未來(lái)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。利用解調(diào)信息和譯碼信息聯(lián)合進(jìn)行迭代的BICM-ID技術(shù)主要用來(lái)提高卷積碼編碼的BICM系統(tǒng)在加性高斯白噪聲(AdditiveWhiteGaussianNoise,AWGN)信道下的譯碼性能。

對(duì)于BICM-ID系統(tǒng)，映射方式的設(shè)計(jì)直接影響到其誤比特率性能中的“瀑布區(qū)”效應(yīng)和編碼增益。正交振幅調(diào)制(QuadratureAmplitudeModulation,QAM)是一種振幅和相位聯(lián)合鍵控，特別適合于頻帶資源有限的場(chǎng)合。而應(yīng)用于BICM-ID系統(tǒng)的QAM經(jīng)典映射方式有格雷(Gray)映射、集分割(Setpartition,SP)映射和混合集分割(MixedSetpartition,MSP)映射等，它們都是在不同設(shè)計(jì)準(zhǔn)則下得到的最佳映射。每個(gè)方案都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，很難有一種映射在任意信道下或整個(gè)信噪比區(qū)間內(nèi)都有最佳性能。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的近期研究，BICM-ID系統(tǒng)中8QAM星座映射方案的設(shè)計(jì)已從規(guī)則映射圖案向非規(guī)則圖案轉(zhuǎn)變，二進(jìn)制比特流向符號(hào)的映射也不再局限于Gray映射、SP映射和MSP映射等，調(diào)制階數(shù)也越來(lái)越高。眾多文獻(xiàn)給出了很多的星座映射設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及在準(zhǔn)則下設(shè)計(jì)出的QAM映射方案，如加入預(yù)編碼(Precodingmapping)的高階QAM新穎映射方案。然而，大多映射方案需要使用運(yùn)算量很大的成本函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，而通過(guò)計(jì)算機(jī)搜索適用于BICM-ID系統(tǒng)的高階信號(hào)星座卻由于其復(fù)雜度高而變得難以處理。

另外，國(guó)內(nèi)外很多文獻(xiàn)對(duì)影響映射方式性能的因素展開(kāi)了研究，并總結(jié)了迭代增益是一個(gè)選擇和設(shè)計(jì)映射方案的確切標(biāo)準(zhǔn)，而在任意兩個(gè)只有一位比特不同的符號(hào)之間的最小歐式距離對(duì)BICM-ID系統(tǒng)的誤比特率性能有著重要的影響。具有內(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu)的8-QAM映射方法和編碼調(diào)制方案設(shè)計(jì)正是由于其星座信號(hào)點(diǎn)之間較大的歐式距離而能帶來(lái)系統(tǒng)更高的凈編碼增益(NetCodingGain,NCG)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明是基于歐氏距離準(zhǔn)則并結(jié)合最小平方歐式重量(Min-square Europeanweight,MSEW)準(zhǔn)則和比特最小判決區(qū)域最大化準(zhǔn)則的一種8-QAM信號(hào)的LDPC碼新穎編碼調(diào)制方案。目的在于構(gòu)造一種不僅能夠增大星座信號(hào)點(diǎn)的歐式距離，而且能夠帶來(lái)解調(diào)時(shí)復(fù)雜度的降低，進(jìn)而會(huì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的編碼增益和頻譜有效性的映射方法和編碼調(diào)制方案。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于8-QAM信號(hào)的LDPC碼新穎編碼調(diào)制方案設(shè)計(jì)，包括：

首先，確定新穎8-QAM映射方案的星座結(jié)構(gòu)為內(nèi)環(huán)和外環(huán)分布。

其次，將星座圖分割方式(UP-BP-BP)與新穎編譯碼方案結(jié)合，在編碼方面對(duì)c₀和c₁c₂分別采用不同的編碼方案。譯碼方式是BCM中兩種譯碼方式的有效結(jié)合。對(duì)于c₀和c₁c₂之間的判斷屬于MSD，對(duì)c₁c₂之間的判斷屬于PDL。

進(jìn)一步，從符號(hào)中比特的LLR計(jì)算復(fù)雜度比已有設(shè)計(jì)方案的復(fù)雜度低來(lái)說(shuō)明本設(shè)計(jì)方案的優(yōu)越性。

最后，將設(shè)計(jì)方案與不同構(gòu)造方式的QC-LDPC碼結(jié)合，然后從誤碼率性能進(jìn)行性能仿真分析。

本發(fā)明的有益效果在于：