[發(fā)明專利]一種基于Raptor碼的短波通信系統(tǒng)中語音短信傳輸方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810046926.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN110166956A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬卓;龔?fù)?/a>;杜栓義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/14
• 分類號(hào): H04W4/14;H04L1/00;H04L27/20;H04L27/22
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

1.一種基于Raptor碼的短波系統(tǒng)中語音短信傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)輸入待傳輸?shù)恼Z音短信：

(2)對(duì)語音短信進(jìn)行采集：

對(duì)語音短信進(jìn)行采集后，獲得一組N比特長(zhǎng)的語音數(shù)據(jù)，N為正整數(shù)；

(3)對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行分組：

對(duì)一組N比特長(zhǎng)的語音數(shù)據(jù)以n比特為一組，均分成K＝N/n組，n和K為正整數(shù)；

(4)對(duì)K組語音數(shù)據(jù)進(jìn)行Raptor編碼：

(4a)對(duì)每組語音數(shù)據(jù)，以R(0<R<1)為碼率，使用低密度奇偶校驗(yàn)LDPC編碼方法，獲得長(zhǎng)為L(zhǎng)＝n/R的低密度奇偶校驗(yàn)LDPC碼，L為正整數(shù)；

(4b)對(duì)K組LDPC碼，以C(C>0)為冗余，使用數(shù)字噴泉LT編碼方法，獲得T＝K(C+1)組長(zhǎng)度為L(zhǎng)的Raptor碼，T為正整數(shù)；

(5)對(duì)T組Raptor碼進(jìn)行交織：

(6)對(duì)Raptor碼進(jìn)行組幀：

對(duì)每一組Raptor碼，分別加上包ID，ID號(hào)為從1到T的整數(shù)，以每M包排成一幀，對(duì)每一幀加上相同的同步前導(dǎo)序列，獲得X＝T/M幀數(shù)據(jù)，M、X為正整數(shù)，X≤T；

(7)對(duì)每一幀數(shù)據(jù)依次進(jìn)行BPSK調(diào)制：

對(duì)每一幀數(shù)據(jù)，按照下式，獲得BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)：

y＝2x-1

其中，y表示已進(jìn)行BPSK調(diào)制的數(shù)據(jù)，x表示未進(jìn)行BPSK調(diào)制的數(shù)據(jù)；

(8)對(duì)每一幀已調(diào)數(shù)據(jù)依次進(jìn)行上變頻：

將X幀已調(diào)數(shù)據(jù)，使用頻率捷變方法，獲得X個(gè)上變頻信號(hào)；

(9)對(duì)所有上變頻信號(hào)進(jìn)行發(fā)送：

(10)對(duì)所有上變頻信號(hào)進(jìn)行捕獲：

利用頻點(diǎn)信息，進(jìn)行信號(hào)捕獲，對(duì)于沒有捕獲到信號(hào)的頻點(diǎn)，視為捕獲到全零信號(hào)，獲得X幀捕獲信號(hào)；

(11)對(duì)每一幀捕獲信號(hào)進(jìn)行下變頻：

對(duì)從每個(gè)頻點(diǎn)捕獲到的信號(hào)，按照其頻點(diǎn)信息，進(jìn)行下變頻，獲得X幀數(shù)據(jù)；

(12)對(duì)每一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行BPSK解調(diào)：

對(duì)每一幀數(shù)據(jù)，按照下式，獲得BPSK解調(diào)數(shù)據(jù)：

其中，r表示已進(jìn)行BPSK解調(diào)的數(shù)據(jù)，y′表示未進(jìn)行BPSK解調(diào)的數(shù)據(jù)；

(13)對(duì)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解幀：

對(duì)X幀數(shù)據(jù)，分別去除同步前導(dǎo)序列，并按照包ID值1到T，分解出T組數(shù)據(jù)；

(14)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織：

(15)對(duì)解交織數(shù)據(jù)進(jìn)行Raptor解碼：

(15a)對(duì)T組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字噴泉LT解碼，使用軟判決迭代譯碼BP方法，獲得每組長(zhǎng)度為L(zhǎng)的K組數(shù)字噴泉LT解碼數(shù)據(jù)；

(15b)對(duì)LT解碼數(shù)據(jù)進(jìn)行低密度奇偶校驗(yàn)LDPC解碼，使用軟判決迭代譯碼BP方法，獲得每組長(zhǎng)度為n的K組語音數(shù)據(jù)；

(16)對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)為語音短信：

經(jīng)過上述十六個(gè)步驟完成一次語音短信在短波通信系統(tǒng)中的傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于Raptor碼的短波系統(tǒng)中語音短信傳輸方法，其特征在于，步驟(4a)中所述低密度奇偶校驗(yàn)LDPC編碼方法具體步驟如下：

第一步，利用高斯消去及列交換法，獲得低密度奇偶校驗(yàn)LDPC編碼矩陣；

第二步，按照下式，得到低密度奇偶校驗(yàn)LDPC碼：

Y＝G_LDPCx

其中，Y表示低密度奇偶校驗(yàn)碼，G_LDPC表示低密度奇偶校驗(yàn)LDPC碼的編碼矩陣，x表示待低密度奇偶校驗(yàn)LDPC編碼的數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于Raptor碼的短波系統(tǒng)中語音短信傳輸方法，其特征在于，步驟(4b)中所述數(shù)字噴泉LT編碼方法具體步驟如下：

第一步，利用魯棒孤波分布，獲得數(shù)字噴泉LT碼的編碼矩陣；

第二步，按照下式，得到數(shù)字噴泉LT碼：

Y＝G_LTx

其中，Y表示數(shù)字噴泉LT碼，G_LT表示數(shù)字噴泉LT碼的編碼矩陣，x表示待數(shù)字噴泉LT編碼的數(shù)據(jù)。