[發(fā)明專利]基于塊衰落信道的聯(lián)合信源信道編碼方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310760320.6
• 申請(qǐng)日: 2023-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116506074B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳辰;吳繼華;陳啟望;劉三亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00
• 代理公司: 廈門(mén)智慧呈睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35222
• 代理人: 林賢德

本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，并公開(kāi)了一種基于塊衰落信道的聯(lián)合信源信道編碼方法及系統(tǒng)，方法包括：在發(fā)射端：獲取信源碼基礎(chǔ)矩陣和信道碼基礎(chǔ)矩陣；基于信源碼基礎(chǔ)矩陣與信源數(shù)據(jù)，獲得信息比特序列；基于信道碼基礎(chǔ)矩陣與信息比特序列，獲得傳入碼字序列；根據(jù)傳入碼字序列進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，生成調(diào)制信號(hào)，并將所述調(diào)制信號(hào)通過(guò)塊衰落信道進(jìn)行傳輸；其中，塊衰落信道的衰落塊數(shù)等于分集順序；在對(duì)數(shù)尺度，誤碼率關(guān)于接受信噪比函數(shù)的曲線斜率定義為分集順序；在接收端：接收由塊衰落信道傳輸?shù)恼{(diào)制信號(hào)，并進(jìn)行解調(diào)；對(duì)解調(diào)得到的信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合信源信道譯碼，以恢復(fù)出信源數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有更好的誤碼性能同時(shí)貼近真實(shí)無(wú)線通信傳輸系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于塊衰落信道的聯(lián)合信源信道編碼方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)通信的普及和人們生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)通信傳輸?shù)目煽啃?、有效性等要求越?lái)越高。信道編碼技術(shù)作為通信系統(tǒng)中的重要組成部分，是提高通信傳輸可靠性的有效手段，一直是廣大通信學(xué)者的研究熱點(diǎn)。如果在不考慮時(shí)延的情況下，信道在建模時(shí)可以考慮遍歷性質(zhì)，但是在更加實(shí)際的情況下，需要考慮多徑傳播和移動(dòng)性。無(wú)線通信系統(tǒng)被看作是時(shí)變信道。在考慮延遲限制和緩慢變化的多信道等特點(diǎn)的情況下，塊衰落(block-fading，BF)信道是一個(gè)實(shí)際且方便的模型去幫助建模，在眾多通信信道模型中，BF信道是最貼近真實(shí)無(wú)線信道傳輸場(chǎng)景的模型。尤其適用于涉及緩慢時(shí)頻跳躍的無(wú)線通信（例如蜂窩網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線以太網(wǎng)）或使用正交頻分復(fù)用(orthogonal?frequency?divisionmultiplexing,?OFDM)的多載波調(diào)制。

BF信道的特點(diǎn)是：一組（塊）符號(hào)中的隨機(jī)信道增益保持不變，從一個(gè)塊到另一個(gè)塊隨機(jī)信道增益取獨(dú)立的值。由于BF信道具有非遍歷特性，在加性高斯白噪聲信道(AWGN)和快衰落信道傳統(tǒng)的能夠達(dá)到容量極限的糾錯(cuò)碼(error-correction?codes,?ECCs)。在BF信道下通常不能接近理想的容量極限，例如經(jīng)典的turbo碼和低密度奇偶檢驗(yàn)碼(LDPC)。在BF信道下表現(xiàn)良好必須要做到完全分集。在非遍歷的場(chǎng)景下，由于存在一個(gè)不可約的概率即中斷概率，BF信道的香農(nóng)容量是零。

大量的工作已經(jīng)被完成致力于為BF信道達(dá)到容量極限設(shè)計(jì)一個(gè)好的碼字，BF信道下卷積碼已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全分集，但是這樣的碼字在數(shù)值分析中指出誤碼率(word?errorrate,?WER)靈敏于碼長(zhǎng)，這同樣是不適合緩慢變化衰落的現(xiàn)實(shí)模型。在獨(dú)立衰落信道下碼字的錯(cuò)誤概率取決于碼字間的漢明距離，然而在BF信道下這是由碼字間的分塊漢明距離決定的。當(dāng)最小漢明距離越大時(shí)，分塊漢明距離不一定表現(xiàn)良好。碼字達(dá)到辛格爾頓界具有最大可分距離(maximum-distance?separable,?MDS)。最大可分距離對(duì)于塊擦除信道實(shí)現(xiàn)最佳信噪比(signal-to-noise,?SNR)指數(shù)是關(guān)鍵的。但是在BF信道下是不足夠去達(dá)到中斷概率。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一類新的LDPC碼字——root?LDPC(RLDPC)被提出。在迭代解碼的情況下實(shí)現(xiàn)了完全分集，RLDPC誤碼性能接近中斷極限且獨(dú)立于塊長(zhǎng)。這使得RLDPC十分契合緩慢變化的無(wú)線通信場(chǎng)景。