專利名稱：：一種基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無線通信的混合式自動重傳請求(HARQ)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及基于多種調(diào)制結(jié)合的混合式自動重傳請求的比特重排方法。
背景技術(shù)：
：《電子與信息學(xué)報》(第27卷第11期1686-1690頁)提到正交幅度調(diào)制(QAM)多級調(diào)制技術(shù)的一個固有特性是比特可靠性依賴于調(diào)制星座圖的映射關(guān)系，映射到同一個調(diào)制符號的比特具有不同可靠性，這對于大多數(shù)糾錯碼來說(包括Turbo碼)是不利的。采用比特重排的高級HARQ技術(shù)，通過重傳時對原始比特進(jìn)行重排達(dá)到平均各比特間可靠性差異的目的，可以有效提高系統(tǒng)的性能獲得增益?！秶H傳輸技術(shù)會議》(VehicularTechnologyConference,VTC2002-Fall.2002IEEE56th,Page2002-2006vol.4)提出了一種基于16QAM調(diào)制的比特重排方案。《電子與信息學(xué)報》(第27卷第11期1686-1690頁)及其引用的文獻(xiàn)提出了一些基于64QAM調(diào)制的比特重排方案。但是這些方案都是基于某種調(diào)制的比特重排，并不能在所有的信噪比區(qū)間都達(dá)到最優(yōu)的性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法，以補(bǔ)充現(xiàn)有比特重排技術(shù)的不足，使系統(tǒng)有更高的吞吐率，同時減小發(fā)送端和接收端的復(fù)雜度，更適合于在實際系統(tǒng)中使用。本發(fā)明基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法，包括基于第三代通信技術(shù)合作計劃(3GPP)的長期演進(jìn)(LTE)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第八版中的格雷碼映射方形星座圖所產(chǎn)生的初始傳輸為16QAM或64QAM調(diào)制方式的多調(diào)制結(jié)合比特重排方式候選集，在該候選集中，若某種比特重排方式選擇的比特數(shù)為M,則其對應(yīng)的調(diào)制方式為2mQAM；在最大重傳次數(shù)為N的系統(tǒng)中，根據(jù)N次重傳合并后所關(guān)注信噪比區(qū)間最小化無編碼誤比特率的準(zhǔn)則從多調(diào)制結(jié)合比特重排方式候選集中選擇最優(yōu)的比特重排方案；發(fā)射機(jī)根據(jù)選出的最優(yōu)多調(diào)制結(jié)合比特重排方案中各次重傳對應(yīng)的比特和調(diào)制方式進(jìn)行重傳發(fā)送；接收機(jī)對比特解重排后和以前接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特級合并解碼；由格雷碼映射方形正交幅度調(diào)制(QAM)星座圖解調(diào)產(chǎn)生的軟判決信息為比特對數(shù)似然比(LLR)，設(shè)接收到的信號為r=x+jXy，其中x為信號的實部，y為信號的虛部，根<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>據(jù)比特對數(shù)似然比計算公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>計算映射到實部I路的比特ik解調(diào)的比特對數(shù)似然比，其中i的腳標(biāo)k=1，2，...，M/2；高斯信道下格雷碼映射方形四相相移鍵控QPSK星座圖的解調(diào)結(jié)果比特對數(shù)似然比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>-K(WSKf半A二-kC(l)其中符號K為信噪比，格雷碼映射方形QPSK(即4QAM)星座圖的最小星座點距離等于高斯信道下格雷碼映射方形16QAM星座圖的解調(diào)結(jié)果比特對數(shù)似然比LLRl6QAM(il)=\og^-4KA16QAMx^Kix-IA'6^)1+e-K(x+3A'6SM'fLLRQ0'2)=l0§e-K(x-^mf+e-K{x+^AMf(2)初始傳輸為64QAM比特順序為iiqii2q2i3q3的多調(diào)制結(jié)合比特重排方法備選的比特重排方式候選集如表2所示表2初始傳輸為64QAM比特順序為iiqii2q2i3q3的比特重排方式候選集<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表1和表2中比特重排方式的符號加上畫線的表示比特取反；如果某種比特重排方式的比特數(shù)為M，則這種比特重排方式對應(yīng)的調(diào)制方式為2mQAM，即如果M等于2，對應(yīng)的調(diào)制方式為QPSK；如果M等于4，對應(yīng)的調(diào)制方式為16QAM；如果M等于6，對應(yīng)的調(diào)制方式為64QAM；在最大重傳次數(shù)為N的系統(tǒng)中，發(fā)送端根據(jù)N次重傳合并后所關(guān)注信噪比區(qū)間最小化無編碼誤比特率的準(zhǔn)則從多調(diào)制結(jié)合比特重排方式候選集中選擇最優(yōu)的比特重排方案如果初始傳輸為16QAM調(diào)制，則多調(diào)制結(jié)合比特重排最優(yōu)方案從表1初始傳輸為16QAM比特順序為iiqii2q2的比特重排方式候選集的6N種組合中選取，最優(yōu)的方案為所關(guān)注的信噪比區(qū)間的無編碼誤比特率最小；如果初始傳輸為64QAM調(diào)制，則多調(diào)制結(jié)合比特重排最優(yōu)方案從表2初始傳輸為64QAM比特順序為iiqii2q2i3q3的比特重排方式候選集的3擴(kuò)種組合中選取，最優(yōu)的方案為所關(guān)注的信噪比區(qū)間的無編碼誤比特率最??；接收端合并重傳數(shù)據(jù)的方式為直接相加每個比特對應(yīng)的比特對數(shù)似然比如果在重傳時某些比特沒有被重傳，則在合并時將這次沒有被重傳的比特的比特對數(shù)似然比取為0；對于本次傳輸被重傳的比特，則從公式1-公式6中根據(jù)其調(diào)制方式選擇相應(yīng)的計算公式計算比特對數(shù)似然比；由多調(diào)制結(jié)合比特重排方式組合得到的任一種比特重排方法的無編碼誤比特率通過以下兩種方法中的任意一種得到方法一映射到實部I路的比特ik解調(diào)比特對數(shù)似然比服從的分布計算如下，其中i的腳標(biāo)k=1，2，…，M/2；設(shè)第j次重傳時的噪聲~服從正態(tài)分布N(0，o2)，則接收到的信號實部為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(7)其中發(fā)送端發(fā)送的調(diào)制符號的實部為Cx；則解調(diào)后各種調(diào)制方式的比特對數(shù)似然比服從的分布如下QPSK解調(diào)比特對數(shù)似然比服從的分布為LLlfPSK(,i,)~N(-4KAQPSKqi<h,(-4KAQPSK)2a2)(8)其中比特iiqi映射到格雷碼映射方形QPSK星座圖中的實部為.16QAM解調(diào)比特對數(shù)似然比服從的分布為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中比特iiqii2q2映射到格雷碼映射方形16QAM星座圖中的實部為她.64QAM解調(diào)比特對數(shù)似然比服從的分布為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(11)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中比特iiqii2q2i3q3映射到格雷碼映射方形64QAM星座圖中的實部為C。2g2她；映射到虛部Q路的比特qk解調(diào)比特對數(shù)似然比的分布也服從公式⑶_(13)，只需把上述公式(8)_(13)中等式左邊的i替換成q，等式右邊的x替換為y即可，其中q的腳標(biāo)k=1，2，…，M/2；由公式(8)_(13)知各比特對數(shù)似然比均服從正態(tài)分布或有條件的正態(tài)分布，則它們的任意組合相加仍然是正態(tài)分布或有條件的正態(tài)分布；對于接收機(jī)來說，得到的合并以后的比特對數(shù)似然比就服從正態(tài)分布或者是有條件的正態(tài)分布，對于無編碼的系統(tǒng)對合并以后的比特對數(shù)似然比進(jìn)行硬判譯碼的誤比特率就由合并以后的比特對數(shù)似然比的正態(tài)分布或者是有條件的正態(tài)分布求得；或，方法二采用仿真得到由多調(diào)制結(jié)合比特重排方式組合的任一種比特重排方案的無編碼誤比特率接收端合并重傳數(shù)據(jù)的方式為直接相加每個比特對應(yīng)的比特對數(shù)似然比，由公式(1)_(6)計算得到重傳的數(shù)據(jù)比特的比特對數(shù)似然比，通過仿真對合并以后的比特對數(shù)似然比解碼即得到誤比特率。基于同種調(diào)制的比特重排方法每次重傳使用的都是同種調(diào)制方式，每個符號重傳的比特數(shù)不變，本發(fā)明基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法引入了可變的調(diào)制等級、可變的重傳比特數(shù)及更多的比特重排方式，并且由于重傳比特數(shù)都是與調(diào)制方式對應(yīng)的，所以本發(fā)明與基于同種調(diào)制的比特重排方法相比不會占用更多的資源；基于同種調(diào)制方式的比特重排方法使用同種調(diào)制方式和相同重傳比特數(shù)的限制導(dǎo)致其在平均比特的可靠性方面無法都達(dá)到最優(yōu)，本發(fā)明基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法有更靈活的重傳比特數(shù)和調(diào)制方式的配置，還有更多的重排方式，其可以更好的平均比特的可靠性，在所關(guān)注的信噪比區(qū)間其能達(dá)到比基于同種調(diào)制的比特重排方法更低的誤比特率，由于在所關(guān)注的信噪比區(qū)間基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法有比基于同種調(diào)制的比特重排方法更低的誤比特率，因此基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法就可以實現(xiàn)更高的吞吐率；在最大重傳次數(shù)為N次的系統(tǒng)中本發(fā)明基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法可能選擇比基于同種調(diào)制的比特重排方法更低階的調(diào)制等級發(fā)送更少的數(shù)據(jù)比特，這個特點可以減少發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的復(fù)雜度。圖1是實施例中使用的第三代通信技術(shù)合作計劃的長期演進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第八版中的格雷碼映射方形QPSK星座圖。圖2是實施例中使用的第三代通信技術(shù)合作計劃的長期演進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第八版中的格雷碼映射方形16QAM星座圖。圖3是實施例中使用的第三代通信技術(shù)合作計劃的長期演進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第八版中的格雷碼映射方形64QAM星座圖。圖4是初始傳輸為16QAM，最大重傳次數(shù)為一次，基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法和基于同種調(diào)制的比特重排方法的無編碼性能比較圖。圖5是初始傳輸為16QAM，最大重傳次數(shù)為一次，基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法和基于同種調(diào)制的比特重排方法的Turbo編碼性能比較圖。圖6是初始傳輸為16QAM，最大重傳次數(shù)為兩次，基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法和基于同種調(diào)制的比特重排方法的無編碼性能比較圖。圖7是初始傳輸為64QAM，最大重傳次數(shù)為五次，基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法和基于同種調(diào)制的比特重排方法的無編碼性能比較圖。具體實施例方式以下結(jié)合本方法的實施例。實施例1本實施例中所用到的第三代通信技術(shù)合作計劃的長期演進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第八版中的格雷碼映射方形星座圖如附圖1，附圖2，附圖3所示；附圖1為歸一化的QPSK調(diào)制的星座圖，橫軸為實部I，縱軸為虛部Q，每個點的實際坐標(biāo)需要乘以QPSK調(diào)制的歸一化因子cQPSK，圖中每個點對應(yīng)的比特為，其中星座點正下方對應(yīng)的數(shù)字比特0或者1為h，星座點左邊對應(yīng)的數(shù)字比特0或者1為qi；附圖2為歸一化的16QAM調(diào)制的星座圖，橫軸為實部I，縱軸為虛部Q，每個點的實際坐標(biāo)需要乘以16QAM調(diào)制的歸一化因子c16QAM，圖中每個點對應(yīng)的比特為ilQli2q2，其中星座點正下方對應(yīng)的數(shù)字比特為，星座點左邊對應(yīng)的數(shù)字比特為；附圖3為歸一化的64QAM調(diào)制的星座圖，橫軸為實部I，縱軸為虛部Q，每個點的實際坐標(biāo)需要乘以64QAM調(diào)制的歸一化因子c64QAM，圖中每個點對應(yīng)的比特為iiqii2q2i3q3，其中星座點正下方對應(yīng)的數(shù)字比特為iii2i3，星座點左邊對應(yīng)的數(shù)字比特為qiq2q3。本實施例初始傳輸采用如圖2的格雷碼映射方形16QAM星座圖調(diào)制方式，最大重傳次數(shù)N為一次，初始傳輸符號的對應(yīng)比特為iiqii2q2?，F(xiàn)有的基于同種調(diào)制的比特重排方法如下表3所示表3初始傳輸為16QAM基于同種調(diào)制的比特重排方案<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>根據(jù)《國際傳輸技術(shù)會議》(VehicularTechnologyConference,VTC2002-Fall.2002IEEE56th,Page2002-2006vol.4)的結(jié)論，在基于同種調(diào)制的比特重排方法中最優(yōu)的方案為方案2。本發(fā)明基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排最優(yōu)方案從初始傳輸為16QAM、比特順序為iiqii2q2的比特重排方式候選集表1中的6N=61=6種組合中選取表1初始傳輸為16QAM比特順序為iiqii2q2的比特重排方式候選集<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>這六種組合如下表4所示表4初始傳輸為16QAM基于多種調(diào)制的比特重排方案<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>其中方案5和方案6在重傳時采用如附圖2的格雷碼映射方形QPSK星座圖調(diào)制方式；表4中的方案1到方案4是本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)中都包含的方案，而本發(fā)明還包含方案5和方案6，方案2是現(xiàn)有技術(shù)中最優(yōu)的方案。所以只需將本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)增加的方案5、方案6與現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明共有的方案2進(jìn)行比較就能體現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點，根據(jù)前面方案中所述的方法一計算方案2、方案5和方案6的無編碼誤比特率的過程如下初始傳輸初始傳輸方案2、方案5和方案6都是相同的，設(shè)初始傳輸時的噪聲％服從正態(tài)分布N(0，o2)，其中噪聲的方差為o2，則初始傳輸接收端接收到的信號實部為x=Cx+rv其中發(fā)送端發(fā)送的調(diào)制符號的實部為cx；則初始傳輸接收端解調(diào)的實部I路各比特的比特對數(shù)似然比(LLR)服從的分布為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中比特i1q1i2q2映射到格雷碼映射方形16QAM星座圖中的實部為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>.第一次重傳設(shè)第一次重傳時的噪聲~服從正態(tài)分布N(0，o2)，則接收端接收到的信號實部為x=Cx+ni，方案2、方案5和方案6中各方案的接收端解調(diào)的實部I路各比特的比特對數(shù)似然比服從的分布如下方案2第一次重傳時選擇的比特重排方式為i2q2i1q1，調(diào)制方式為16QAM，接收端解調(diào)的實部I路比特對數(shù)似然比服從的分布為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>為比特i2q2il(ll映射到16QAM星座圖中的橫坐標(biāo)X;方案5第一次重傳時選擇的比特重排方式為iiqi，調(diào)制方式為QPSK，接收端解調(diào)的實部I路比特對數(shù)似然比服從的分布為(i2的解調(diào)比特對數(shù)似然比為0)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中C；^為比特映射到QPSK星座圖中的橫坐標(biāo)X；方案6第一次重傳時選擇的比特重排方式為i2q2，調(diào)制方式為QPSK，接收端解調(diào)的實部I路比特對數(shù)似然比服從的分布為&的解調(diào)比特對數(shù)似然比為0)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中為比特映射到QPSK星座圖中的橫坐標(biāo)X；方案2、方案5和方案6中各方案第一次重傳接收端合并的實部I路的比特對數(shù)似然比服從的分布如下方案2合并以后實部I路的比特對數(shù)似然比分布為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>方案5合并以后實部I路的比特對數(shù)似然比服從的分布為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>方案6合并以后實部I路的比特對數(shù)似然比服從的分布為LUt^iQ-Ni-AKA^q^,(-4AA160W)V)(26)「mmlmtr)■禪。(—概_)2內(nèi)一磁巧力ifL」UJ^('2>^J-AKA^C^,(^KA^W^KA^W),ifn方案2，方案5和方案6合并以后的虛部Q路的比特對數(shù)似然比服從的分布計算與實部I路的比特對數(shù)似然比服從分布的計算相同，只需將前面公式(22)-(27)中等式左邊的i替換成q，等式右邊的x替換為y即可。方案2的無編碼誤比特率可由式(22)_(23)求得，方案5的無編碼誤比特率可由式(24)-(25)求得，方案6的無編碼誤比特率可由式(26)-(27)求得，若關(guān)注的為6DB以下的信噪比區(qū)間的性能，則方案6的無編碼誤比特率最小，即方案6為最優(yōu)方案。圖4為基于同種調(diào)制的比特重排方法中的最優(yōu)方案2和基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法中的最優(yōu)方案6的無編碼誤比特率性能對比圖。圖中橫軸為每次傳輸?shù)男旁氡?，縱軸為無編碼誤比特率，初始傳輸為16QAM最大一次重傳無編碼系統(tǒng)的實線A為現(xiàn)有方案2的無編碼誤比特率曲線，初始傳輸為16QAM最大一次重傳無編碼系統(tǒng)的虛線B為方案6的無編碼誤比特率曲線，從圖中可知初始傳輸為16QAM最大一次重傳無編碼系統(tǒng)的虛線B在6DB以下的信噪比區(qū)間小于初始傳輸為16QAM最大一次重傳無編碼系統(tǒng)的實線A，為6DB以下的信噪比區(qū)間基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法優(yōu)于基于同種調(diào)制的比特重排方法；同時由于基于多種調(diào)制的比特重排方法第一次重傳時使用的是QPSK調(diào)制方式，基于同種調(diào)制的比特重排方法第一次重傳時使用的是16QAM調(diào)制方式，基于多種調(diào)制的比特重排方法重傳的比特總數(shù)也是基于同種調(diào)制的比特重排方法重傳的比特總數(shù)的1/2，其減小了發(fā)送端調(diào)制的復(fù)雜度也減小了接收端的解調(diào)的復(fù)雜度。把基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法得到的最優(yōu)方案6和基于同種調(diào)制的比特重排方法得到的最優(yōu)方案2應(yīng)用于原始數(shù)據(jù)長度為3136比特，編碼碼率為1/2的Turbo碼編碼的系統(tǒng)中，兩種方案得到的性能如圖5所示，圖中橫軸為每次傳輸?shù)男旁氡?，縱軸為誤比特率和誤包率，初始傳輸為16QAM最大一次重傳有編碼系統(tǒng)上面的實線C為方案2的有編碼誤包率曲線，初始傳輸為16QAM最大一次重傳有編碼系統(tǒng)上面的虛線D為方案2的有編碼誤比特率曲線，初始傳輸為16QAM最大一次重傳有編碼系統(tǒng)下面的實線E為方案6的有編碼誤包率曲線，初始傳輸為16QAM最大一次重傳有編碼系統(tǒng)下面的虛線F為方案6的有編碼誤比特率曲線，從圖中可知方案6的有編碼誤包率實線E小于方案2的有編碼誤包率實線C，方案6的有編碼誤比特率虛線F小于方案2的有編碼誤比特率虛線D，則基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法在低于6DB的信噪比區(qū)間Turbo碼編解碼的性能優(yōu)于基于同種調(diào)制的比特重排方法Turbo碼編解碼性能，所以基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法可以達(dá)到更高的吞吐率。如果初始傳輸為64QAM調(diào)制，則采用前面方案中的方法一求每種方案的無編碼誤比特率的過程中會用到公式(11)_(13)，也會用到附圖3的64QAM星座圖。實施例2:本實施例中所使用的星座圖與實施例1中所述的附圖1，附圖2，附圖3中的星座圖一樣。本實施例初始傳輸采用如附圖2的格雷碼映射方形16QAM星座圖調(diào)制方式，最大重傳次數(shù)N為二次，初始傳輸符號的對應(yīng)比特為iiqii2q2?，F(xiàn)有的基于同種調(diào)制的比特重排方法最優(yōu)方案如下表5所示13<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>本發(fā)明基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排最優(yōu)方案從實施例1中所使用的初始傳輸為16QAM、比特順序為iiqii2q2的比特重排方式候選集表1的6N=62=36種組合中選取，采用前面方案中的方法二計算每一種組合方案的無編碼誤比特率的過程如下初始傳輸接收端解調(diào)的實部I路比特對數(shù)似然比由公式(2)_(3)求得；接收端解調(diào)的虛部Q路比特對數(shù)似然比也利用公式(2)-(3)求得，只需把公式(2)-(3)中等式左邊的i替換成q，等式右邊的x替換為y即可。第j次重傳發(fā)送端選擇表1中的各重排方式，如果選擇的為四比特的重排方式，則接收端解調(diào)的實部I路比特對數(shù)似然比通過公式⑵和公式⑶求得；如果選擇的為兩比特的重排方式，則被選擇的比特比特對數(shù)似然比通過公式(1)求得，沒有被選擇的比特的比特對數(shù)似然比為0；接收端解調(diào)的虛部Q路比特對數(shù)似然比也由同樣的方式求得，只需把公式(1)_(3)中等式左邊的i替換成q，等式右邊的x替換為y即可。兩次重傳以后合并的比特對數(shù)似然比為各次傳輸?shù)玫降谋忍貙?shù)似然比相加，通過不同信噪比條件下的仿真可以得到無編碼誤比特率。通過仿真可以得到基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法的最優(yōu)方案如下表6所示表6初始傳輸為16QAM最大兩次重傳基于多種調(diào)制的最優(yōu)比特重排方案<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>圖6為初始傳輸為16QAM、最大重傳次數(shù)為二次、基于同種調(diào)制的比特重排方法中的最優(yōu)方案和基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法中的最優(yōu)方案的性能對比圖。圖中橫軸為每次傳輸?shù)男旁氡?，縱軸為無編碼誤比特率，初始傳輸為16QAM最大重傳二次無編碼系統(tǒng)的實線G為基于同種調(diào)制的比特重排方法中的最優(yōu)方案的無編碼誤比特率曲線，初始傳輸為16QAM最大重傳二次無編碼系統(tǒng)的虛線H為基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法中的最優(yōu)方案的無編碼誤比特率曲線，從圖中可知初始傳輸為16QAM最大重傳二次無編碼系統(tǒng)的虛線H在初始傳輸為16QAM最大重傳二次無編碼系統(tǒng)的實線G的下方，則基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法優(yōu)于基于同種調(diào)制的比特重排方法；同時由于基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法在第一次重傳時使用的是QPSK調(diào)制方式，基于同種調(diào)制的比特重排方法在第一次重傳時使用的是16QAM調(diào)制方式，基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法第1次重傳的比特總數(shù)也是基于同種調(diào)制的比特重排方法第1次重傳的比特總數(shù)的1/2，其減小了發(fā)送端調(diào)制的復(fù)雜度也減小了接收端的解調(diào)的復(fù)雜度；由于基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法中的最優(yōu)方案誤比特率低于基于同種調(diào)制的比特重排方法中的最優(yōu)方案，所以基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法可以達(dá)到更高的吞吐率。如果初始傳輸為64QAM調(diào)制，則采用前面方案中的方法二求每種方案的無編碼誤比特率的過程中會用到公式⑷_(6)，也會用到附圖3的64QAM星座圖。實施例3:本實施例中用到的星座圖與實施例1中所述的附圖1，附圖2，附圖3中的星座圖一樣。本實施例初始傳輸采用如附圖3的格雷碼映射方形64QAM星座圖調(diào)制方式，最大重傳次數(shù)N為五次，初始傳輸符號的對應(yīng)比特為iiqii2q2i3q3。基于同種調(diào)制的比特重排方法最優(yōu)方案如下表7所示表7初始傳輸64QAM最大重傳次數(shù)五次基于同種調(diào)制的比特重排表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>采用前面方案中的方法二計算每種組合方案的無編碼誤比特率的過程如下初始傳輸接收端解調(diào)的實部I路比特對數(shù)似然比由公式(4)_(6)求得。接收端解調(diào)的虛部Q路比特對數(shù)似然比也由公式(4)-(6)求得，只需把公式(4)-(6)中等式左邊的i替換成q，等式右邊的x替換為y即可。第j次重傳發(fā)送端選擇表1中的各重排方式，如果選擇的為六比特的重排方式，則接收端解調(diào)的實部I路比特對數(shù)似然比通過公式(4)_(6)求得；如果選擇的為四比特的重排方式，則被選擇的比特實部I路比特對數(shù)似然比通過公式(2)_(3)求得，沒有被選擇的比特的比特對數(shù)似然比為0；如果選擇的為兩比特的重排方式，則被選擇的比特實部I路比特對數(shù)似然比通過公式(1)求得，沒有被選擇的比特的比特對數(shù)似然比為0；接收端解調(diào)的虛部Q路比特對數(shù)似然比也由同樣的方式求得，只需把公式(1)-(6)中等式左邊的i替換成q，等式右邊的x替換為y即可。五次重傳以后合并的比特對數(shù)似然比為各次傳輸?shù)玫降谋忍貙?shù)似然比相加，通過不同信噪比條件下的仿真可以得到無編碼誤比特率。通過仿真可以得到基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法的最優(yōu)方案如下表8所示表8初始傳輸64QAM最大重傳次數(shù)五次多種調(diào)制結(jié)合比特重排表<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>圖7為初始傳輸為64QAM、最大重傳次數(shù)為五次、基于同種調(diào)制的比特重排方法中的最優(yōu)方案和基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法中的最優(yōu)方案的性能對比圖。圖中橫軸為每次傳輸?shù)男旁氡?，縱軸為無編碼誤比特率，初始傳輸為64QAM最大五次重傳無編碼系統(tǒng)的實線I為基于同種調(diào)制的比特重排方法中的最優(yōu)方案的無編碼誤比特率曲線，初始傳輸為64QAM最大五次重傳無編碼系統(tǒng)的虛線」為基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法中的最優(yōu)方案的無編碼誤比特率曲線，從圖中可知初始傳輸為64QAM最大五次重傳無編碼系統(tǒng)的虛線」在初始傳輸為64QAM最大五次重傳無編碼系統(tǒng)的實線I的下方，則基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法優(yōu)于基于同種調(diào)制的比特重排方法；同時由于基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法第2次至第5次重傳時使用的是如圖2的16QAM調(diào)制方式，基于同種調(diào)制的比特重排方法第2次至第5次重傳時使用的是64QAM調(diào)制方式，基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法第2次至第5次重傳的比特總數(shù)是基于同種調(diào)制的比特重排方法第2次至第5次重傳的比特總數(shù)的2/3，其減小了發(fā)送端調(diào)制的復(fù)雜度也減小了接收端的解調(diào)的復(fù)雜度；由于基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法中的最優(yōu)方案誤比特率低于基于同種調(diào)制的比特重排方法中的最優(yōu)方案，所以基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法可以達(dá)到更高的吞吐率。權(quán)利要求一種基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法，包括基于第三代通信技術(shù)合作計劃的長期演進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第八版中的格雷碼映射方形星座圖所產(chǎn)生的初始傳輸為16QAM或64QAM調(diào)制方式的多調(diào)制結(jié)合比特重排方式候選集，在該候選集中，若某種比特重排方式選擇的比特數(shù)為M，則其對應(yīng)的調(diào)制方式為2MQAM；在最大重傳次數(shù)為N的系統(tǒng)中，根據(jù)N次重傳合并后所關(guān)注信噪比區(qū)間最小化無編碼誤比特率的準(zhǔn)則從多調(diào)制結(jié)合比特重排方式候選集中選擇最優(yōu)的比特重排方案；發(fā)射機(jī)根據(jù)選出的最優(yōu)多調(diào)制結(jié)合比特重排方案中各次重傳對應(yīng)的比特和調(diào)制方式進(jìn)行重傳發(fā)送；接收機(jī)對比特解重排后和以前接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特級合并解碼；設(shè)接收到的信號為r＝x+j×y，其中x為信號的實部，y為信號的虛部，根據(jù)比特對數(shù)似然比計算公式計算映射到實部I路的比特ik解調(diào)的比特對數(shù)似然比，其中i的腳標(biāo)k＝1，2，...，M/2；高斯信道下格雷碼映射方形四相相移鍵控QPSK，即4QAM，星座圖的解調(diào)結(jié)果比特對數(shù)似然比<mrow><msup><mi>LLR</mi><mi>QPSK</mi></msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>i</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>log</mi><mfrac><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>K</mi><msup><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><msup><mi>&Delta;</mi><mi>QPSK</mi></msup><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msup><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>K</mi><msup><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msup><mi>&Delta;</mi><mi>QPSK</mi></msup><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msup></mfrac></mrow><mrow><mo>=</mo><mo>-</mo><mn>4</mn><mi>K</mi><msup><mi>&Delta;</mi><mi>QPSK</mi></msup><mi>x</mi></mrow>式1其中符號K為信噪比，格雷碼映射方形QPSK星座圖的最小星座點距離的一半ΔQPSK等于高斯信道下格雷碼映射方形16QAM星座圖的解調(diào)結(jié)果比特對數(shù)似然比<mrow><msup><mi>LLR</mi><mrow><mn>16</mn><mi>QAM</mi></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>i</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>log</mi><mfrac><mrow><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>K</mi><msup><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><msup><mi>&Delta;</mi><mrow><mn>16</mn><mi>QAM</mi></mrow></msup><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msup><mo>+</mo><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>K</mi><msup><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><msup><mi>&Delta;</mi><mrow><mn>16</mn><mi>QAM</mi></mrow></msup><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msup></mrow><mrow><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>K</mi><msup><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msup><mi>&Delta;</mi><mrow><mn>16</mn><mi>QAM</mi></mrow></msup><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msup><mo>+</mo><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>K</mi><msup><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>3</mn><msup><mi>&Delta;</mi><mrow><mn>16</mn><mi>QAM</mi></mrow></msup><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msup></mrow></mfrac></mrow><mrow><mo>&a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b><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>i</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub></mrow><mi>x</mi></msubsup><mo>&le;</mo><msub><mi>n</mi><mi>j</mi></msub><mo>&le;</mo><mo>-</mo><msubsup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>i</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>i</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>i</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub></mrow><mi>x</mi></msubsup></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>N</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><mn>4</mn><mi>K</mi><msup><mi>&Delta;</mi><mi>QAM</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><msup><mi>&Delta;</mi><mrow><mn>64</mn><mi>QAM</mi></mrow></msup><mo>+</mo><msubsup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>i</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>i</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>i</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub></mrow><mi>x</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><mn>4</mn><mi>K</mi><msup><mi>&Delta;</mi><mrow><mn>64</mn><mi>QAM</mi></mrow></msup><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><msup><mi>&sigma;</mi><mn>2</mn></msup><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>if</mi><msub><mi>n</mi><mi>j</mi></msub><mo>&lt;</mo><mo>-</mo><mn>4</mn><msup><mi>&Delta;</mi><mrow><mn>64</mn><mi>QAM</mi></mrow></msup><mo>-</mo><msubsup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>i</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>i</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>i</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub></mrow><mi>x</mi></msubsup></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>式13其中比特i1q1i2q2i3q3映射到格雷碼映射方形64QAM星座圖中的實部為映射到虛部Q路的比特qk解調(diào)比特對數(shù)似然比的分布也服從式8-式13，只需把上述式8-式13中等式左邊的i替換成q，等式右邊的x替換為y即可，其中q的腳標(biāo)k＝1，2，...，M/2；由式8-式13知各比特對數(shù)似然比均服從正態(tài)分布或有條件的正態(tài)分布，則它們的任意組合相加仍然是正態(tài)分布或有條件的正態(tài)分布；對于接收機(jī)來說，得到的合并以后的比特對數(shù)似然比就服從正態(tài)分布或者是有條件的正態(tài)分布，對于無編碼的系統(tǒng)對合并以后的比特對數(shù)似然比進(jìn)行硬判譯碼的誤比特率就由合并以后的比特對數(shù)似然比的正態(tài)分布或者是有條件的正態(tài)分布求得；或，方法二采用仿真得到由多調(diào)制結(jié)合比特重排方式組合的任一種比特重排方案的無編碼誤比特率接收端合并重傳數(shù)據(jù)的方式為直接相加每個比特對應(yīng)的比特對數(shù)似然比，由式1-式6計算得到重傳的數(shù)據(jù)比特的比特對數(shù)似然比，通過仿真對合并以后的比特對數(shù)似然比解碼即得到誤比特率。FSA00000011401800011.tif,FSA00000011401800014.tif,FSA00000011401800019.tif,FSA00000011401800025.tif,FSA00000011401800032.tif,FSA00000011401800035.tif,FSA00000011401800044.tif全文摘要本發(fā)明公開了一種基于多種調(diào)制結(jié)合的比特重排方法，特征是基于第三代通信技術(shù)合作計劃的長期演進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第八版中的格雷碼映射方形星座圖，產(chǎn)生了初始傳輸為16QAM或64QAM調(diào)制方式的多調(diào)制結(jié)合比特重排方式候選集，在該候選集中，若某種比特重排方式選擇的比特數(shù)為M，則其對應(yīng)的調(diào)制方式為2MQAM；選擇最優(yōu)的比特重排方案的準(zhǔn)則為所關(guān)注信噪比區(qū)間最小化無編碼誤比特率；發(fā)射機(jī)選擇最優(yōu)比特重排方案中各次重傳對應(yīng)的比特和調(diào)制方式進(jìn)行重傳發(fā)送；接收機(jī)對比特解重排后和以前接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特級合并解碼；多調(diào)制結(jié)合的比特重排方法可以實現(xiàn)比現(xiàn)有方法更低的誤比特率，可以減少發(fā)送端和接收端的調(diào)制解調(diào)的復(fù)雜度。文檔編號H04L1/00GK101800634SQ20101010030公開日2010年8月11日申請日期2010年1月22日優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日發(fā)明者張正宇申請人:安徽創(chuàng)毅通信科技有限公司