[發明專利]一種基于傳輸信道量化級別優化的極化碼傳輸方法

在審

• 申請號: 202210046266.4
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114401015A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 李莉萍;侯妍妍
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

本發明涉及一種基于傳輸信道量化級別優化的極化碼傳輸方法，與現有技術相比解決了在移動通信MIMO系統的基礎上不同天線經過不同的ADC鏈路會產生不同精度的缺陷。本發明包括以下步驟：發送端篩選信道并進行極化碼的編碼傳輸；接收端基于最小失真量化算法構造傳輸信道量化參數；接收端根據傳輸信道量化級別進行量化并進行BP譯碼。本發明在極化碼BP譯碼下進行不同精度量化器的優化，在存在不同量化精度的系統中，提高了極化碼譯碼器的性能，提高了極化碼的傳輸效率。

技術領域

本發明涉及5G通信技術領域，具體來說是一種基于傳輸信道量化級別優化的極化碼傳輸方法。

背景技術

從第一代(1G)移動通信系統一直到第五代(5G)移動通信系統，移動通信已經發展為全面影響著人們日常生活的技術。雖然第四代(4G)移動通信系統已經可以提供高速和高質量的網絡條件，但是人們對更高通信技術的需求日漸無法滿足，因此5G應運而生。目前5G包括三種主要的應用場景：增強移動寬帶(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)和超高可靠低時延(URLLC)。極化碼在2008年被首次提出，具有高效編碼、較低復雜度譯碼的優點，因此被選定作為5G中短碼長控制信道的編碼方案，吸引著國內外眾多學者的研究。

而在5G系統中起著至關重要作用的另一種技術是大規模多輸入多輸出(MIMO)，MIMO因其更大的帶寬和更高的通信容量而得到了廣泛的應用。但是在大規模MIMO系統中，不同的天線傳輸到模數轉換器(ADCs)會產生不同的精度。為了得到高質量的通信一般會采用高精度的ADC，但是ADC的功耗會隨著量化級別呈指數級增長，精度越高，功耗就越大；而為了能有效的降低ADC的功耗，低精度的ADC被提出，然而低精度量化又會造成比較嚴重的非線性失真，這對信息傳輸的準確性是一個很大的挑戰。

為了解決不同天線經過不同的ADC鏈路會產生不同精度的問題，提出優化量化級別與碼字中接收符號的對應關系。

因此，在極化碼信息序列經過編碼、調制和加性高斯白噪聲信道(AWGN)傳輸后，得到信道輸出如何對的不同位置放置不同的量化級別成為一個需要探討解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中在移動通信MIMO系統的基礎上不同天線經過不同的ADC鏈路會產生不同精度的缺陷，提供一種基于傳輸信道量化級別優化的極化碼傳輸方法來解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于傳輸信道量化級別優化的極化碼傳輸方法，包括以下步驟：

發送端篩選信道并進行極化碼的編碼傳輸：發送端計算得到信道參數向量P_e，依據信道參數向量P_e的值篩選出信息位信道和凍結位信道；由信息位信道構成信息位信道集合I，由凍結位信道構成凍結位信道集合F；將Q個CRC校驗位添加到信息位中，對信息序列經過極化碼編碼、調制，再通過AWGN信道進行發送；

接收端基于最小失真量化算法構造傳輸信道量化參數：為使量化誤差最小，對失真度D求導得到最小失真量化算法；設定量化級別為L，一般L為2的整數次冪，根據量化級別L和最小失真量化算法構建傳輸信道量化級別優化規則，規則由輸入范圍的端點x_j和輸出信息y_j構成，x_j為L-1個，y_j為L個；優化規則規定若輸入信息處于x_j和x_j+1區間，則輸出同一個值y_j；

接收端根據傳輸信道量化級別進行量化并進行BP譯碼：接收端接收發送端發送的極化碼，并根據傳輸信道量化級別進行量化后，進行BP譯碼。

所述發送端篩選信道并進行極化碼的編碼傳輸包括以下步驟：

對于傳輸信息的信道，利用Tal-Vardy構造方法計算得到信道參數向量P_e；