[發(fā)明專(zhuān)利]一種誤碼率近似最優(yōu)解碼的獲取方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811328693.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109302269A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃冠龍;陸凌;錢(qián)彬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L1/00
• 分類(lèi)號(hào): H04L1/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 袁文英

本發(fā)明適用于通信技術(shù)，提供了一種誤碼率近似最優(yōu)解碼的獲取方法，包括：建立基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議、單源單終端的中繼網(wǎng)絡(luò)模型，包括單個(gè)源節(jié)點(diǎn)、若干中繼節(jié)點(diǎn)和單個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，每一中繼節(jié)點(diǎn)均由單輸入鏈路和多輸出鏈路，且目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為唯一具有多輸入鏈路的節(jié)點(diǎn)，在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)建立乘積網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，乘積網(wǎng)格結(jié)構(gòu)表示所有可能的中繼節(jié)點(diǎn)解碼錯(cuò)誤的場(chǎng)景，并對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)解碼所引入的錯(cuò)誤比特之間的相關(guān)性進(jìn)行準(zhǔn)確建模；根據(jù)乘積網(wǎng)格結(jié)構(gòu)確定分支度量；根據(jù)乘積網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和BCJR算法對(duì)源節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)脑葱畔⑦M(jìn)行計(jì)算得到誤碼率近似最優(yōu)解碼。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例提供的誤碼率近似最優(yōu)解碼的獲取方法可以在不同的中繼信道場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有的解碼算法更優(yōu)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議的誤碼率近似最優(yōu)解碼的獲取方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

作為一種杰出的傳輸策略，中繼輔助通信成為了研究熱點(diǎn)，其基本思想是部署一個(gè)或多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展源節(jié)點(diǎn)發(fā)出信號(hào)的覆蓋范圍。在眾多已知的中繼協(xié)議中，研究最廣泛的是放大轉(zhuǎn)發(fā)(Amplify-and forward,AF)與解碼轉(zhuǎn)發(fā)(Decode-and-Forward,DF)協(xié)議。作為消除噪聲和其他信道受損影響的最經(jīng)典和實(shí)用的中繼協(xié)議之一，DF有重要的研究意義。在此協(xié)議中，中繼節(jié)點(diǎn)完全解碼、重新編碼并重新傳輸源節(jié)點(diǎn)的信息。然而，傳統(tǒng)的DF協(xié)議的實(shí)現(xiàn)面臨兩個(gè)問(wèn)題。

其一，傳統(tǒng)的應(yīng)用在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上的最大比例組合方案假設(shè)從源節(jié)點(diǎn)至中繼節(jié)點(diǎn)的傳輸是完善的，而實(shí)際上從源節(jié)點(diǎn)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路并不完善，這意味著中繼節(jié)點(diǎn)有時(shí)并不能成功解碼。其二，實(shí)現(xiàn)DF協(xié)議的另一個(gè)難點(diǎn)是很難(不可能)在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)BER最優(yōu)解碼算法。首先，要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)解碼，必須要獲取從源節(jié)點(diǎn)至中繼節(jié)點(diǎn)鏈路的精確的誤差統(tǒng)計(jì)信息，然而這在實(shí)際系統(tǒng)中很難做到。其次，同最大似然解碼(Maximum LikelihoodDecoding,MLD)算法一樣，在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的BER最優(yōu)解碼算法不僅需要在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，還要在中繼節(jié)點(diǎn)上考慮所有可能的符號(hào)檢測(cè)場(chǎng)景。此外，已知的BER/BLER最優(yōu)解碼算法的復(fù)雜性與信息快的長(zhǎng)度指數(shù)相關(guān)，并且即便是對(duì)于一些未編碼的系統(tǒng)，這些算法的實(shí)現(xiàn)也非常復(fù)雜。

在更普遍的基于DF協(xié)議的單源單終端的復(fù)雜中繼網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)都有單輸入鏈路和多輸出鏈路，而目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是唯一的具有多輸入鏈路的節(jié)點(diǎn)。此外，每個(gè)物理上具有多輸入鏈路的中繼節(jié)點(diǎn)可以在邏輯上表示為具有單輸入鏈路的多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)。雖然實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中的中繼節(jié)點(diǎn)可能有多個(gè)輸入鏈路，但我們的網(wǎng)絡(luò)圖實(shí)際上是關(guān)于源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包是如何被接收，并由邏輯上的中繼節(jié)點(diǎn)重新生成再發(fā)送給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的圖形表示。在此期間，一個(gè)實(shí)際的具有多輸入鏈路的中繼節(jié)點(diǎn)可以被表示為具有一個(gè)輸入鏈路的多個(gè)邏輯中繼節(jié)點(diǎn)。

因此，在不完善的源節(jié)點(diǎn)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路中，現(xiàn)有的近似最優(yōu)的解碼算法在估計(jì)不同中繼解碼場(chǎng)景的概率的能力較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議的誤碼率近似最優(yōu)解碼的獲取方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的近似最優(yōu)的解碼算法在估計(jì)不同中繼解碼場(chǎng)景的概率的能力較低的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種誤碼率近似最優(yōu)解碼的獲取方法，包括：

步驟A，建立基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議、單源單終端的中繼網(wǎng)絡(luò)模型，所述中繼網(wǎng)絡(luò)模型包括單個(gè)源節(jié)點(diǎn)、若干中繼節(jié)點(diǎn)和單個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，每一中繼節(jié)點(diǎn)均由單輸入鏈路和多輸出鏈路，且所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為唯一具有多輸入鏈路的節(jié)點(diǎn)；

步驟B，在所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)建立乘積網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述乘積網(wǎng)格結(jié)構(gòu)表示所有可能的中繼節(jié)點(diǎn)解碼錯(cuò)誤的場(chǎng)景，并對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)解碼所引入的錯(cuò)誤比特之間的相關(guān)性進(jìn)行準(zhǔn)確建模；

步驟C，根據(jù)所述乘積網(wǎng)格結(jié)構(gòu)確定分支度量；

步驟D，根據(jù)確定分支度量的乘積網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和BCJR算法對(duì)源節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)脑葱畔⑦M(jìn)行計(jì)算，得到所述源信息的誤碼率近似最優(yōu)解碼。

本發(fā)明還提供了一種誤碼率近似最優(yōu)解碼的獲取系統(tǒng)，包括：