一種編碼調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中的一種聯(lián)合編碼調(diào)制技術(shù)，尤其涉及編碼調(diào)制方法中的生成矩陣的構(gòu)造。本發(fā)明構(gòu)造生成矩陣G，設(shè)置生成矩陣G的權(quán)重，使不同的信噪比的情況下，單位時間內(nèi)正確傳輸?shù)谋忍財?shù)都優(yōu)于RCM和傳統(tǒng)譯碼方法。所述生成矩陣G中的非零元素是實(shí)數(shù)，編碼后的符號也是實(shí)數(shù)。當(dāng)信噪比很低的時候，使用生成矩陣G的全部行數(shù)進(jìn)行編碼。隨著信噪比的增加，選用生成矩陣G的行數(shù)越少，產(chǎn)生的符號數(shù)越少，速率越高，接收機(jī)只要收到足夠多的符號數(shù)就能譯碼，如果符號數(shù)不夠，譯碼不成功，就繼續(xù)等待接收機(jī)發(fā)送更多的符號。
【專利說明】-種編碼調(diào)制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中的一種聯(lián)合編碼調(diào)制技術(shù)，尤其涉及編碼調(diào)制方法中的生 成矩陣的構(gòu)造。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的通信系統(tǒng)大多采用速率兼容的編碼RCC和相對固定的調(diào)制方式來組合出 若干種編碼調(diào)制方式。在信道條件好的時候，使用高階調(diào)制方式。在信道條件差的時候，使 用低階調(diào)制方式。例如，在信道條件差的時候，為了保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低誤碼率，往 往采用低碼率（比如1/2碼率）的LDPC碼進(jìn)行編碼，再用低階調(diào)制方式（比如QPSK)調(diào)制 以后進(jìn)行傳輸，這時傳輸?shù)乃俾实?。然而，信道的情況是變化的，如果信道情況變好，就需要 將信道情況變好這一信息反饋給發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)接收到反饋的信息以后，選擇一個高碼率 (比如5/6碼率）的LDPC碼進(jìn)行編碼，然后選擇一種高階調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制（比如128QAM， 1024QAM)，最后再進(jìn)行傳輸，因?yàn)檫@時信道條件好，誤碼率也很低，傳輸?shù)乃俾矢?。也就?說，發(fā)射機(jī)要適應(yīng)當(dāng)前的信道條件，這就需要信道反饋信息來選擇適當(dāng)?shù)木幋a調(diào)制方式。所 以，傳統(tǒng)的編碼調(diào)制方式可以提供的調(diào)整的碼率是有限個，在現(xiàn)有技術(shù)的情況下，不能平滑 地進(jìn)行碼率調(diào)整，因?yàn)榭蛇x的碼率和調(diào)制方式只有預(yù)先設(shè)定的幾種。
[0003] 學(xué)術(shù)界提出了速率兼容調(diào)制的方法（RCM)，該技術(shù)不需要信道信息反饋，同時 還可以實(shí)現(xiàn)平滑的速率自適應(yīng)，但是，文獻(xiàn)"Seamless Rate Adaptation for Wireless Networking"在構(gòu)造生成矩陣G的時候，采用了隨機(jī)置換的方式，這種方式構(gòu)造的生成矩陣 并不能保證RCM-定具有好的性能。首先，這種隨機(jī)置換的方式，會使生成矩陣G中產(chǎn)生不 少的四環(huán)，而RCM采用BP譯碼算法，四環(huán)的存在會嚴(yán)重影響譯碼的性能。而本專利采用結(jié) 構(gòu)化的設(shè)計方法，有效的避免了生成矩陣G中大量的四環(huán)，從而提升了性能。另外，本專利 在碼長特別大的時候也適用。而且，重新設(shè)置的權(quán)重，可以使編碼后產(chǎn)生更多的符號值，從 而提升符號熵。從信息論的角度，符號熵足夠大，就能避免在高信噪比時出現(xiàn)速率飽和。
[0004] 雖然文獻(xiàn) "Seamless Rate Adaptation for Wireless Networking" 構(gòu)造的映射 矩陣比采用Turbo碼和Raptor碼的HARQ系統(tǒng)分別獲得了 28. 8%和43. 8%的性能增益。 但是，在信噪比很低的時候（信道條件很差的時候），其傳輸速率仍然低于采用Turbo碼和 Raptor碼的HARQ系統(tǒng)。在一些信噪比下，速率低于LDPC編碼結(jié)合QAM調(diào)制的自適應(yīng)系統(tǒng)。 而本專利設(shè)計的生成矩陣G，在任何信噪比下，傳輸速率都優(yōu)于上述的傳統(tǒng)編碼調(diào)制系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種編碼調(diào)制方法，該方法利用構(gòu)造的 生成矩陣G，使不同的信噪比的情況下，單位時間內(nèi)正確傳輸?shù)谋忍財?shù)都優(yōu)于RCM和傳統(tǒng)譯 碼方法。所述生成矩陣G中的非零元素是實(shí)數(shù)，編碼后的符號也是實(shí)數(shù)。當(dāng)信噪比很低的 時候，使用生成矩陣G的全部行數(shù)進(jìn)行編碼。隨著信噪比的增加，選用生成矩陣G的行數(shù)越 少，產(chǎn)生的符號數(shù)越少，速率越高，接收機(jī)只要收到足夠多的符號數(shù)就能譯碼，如果符號數(shù) 不夠，譯碼不成功（比如循環(huán)冗余校驗(yàn)不通過），就繼續(xù)等待接收機(jī)發(fā)送更多的符號。
[0006] 一種編碼調(diào)制方法，具體步驟如下：
[0007] Sl、設(shè)置生成矩陣 G 的權(quán)重為：+1，-1，+2, -2, +4, -4, +7, -7 ;
[0008] S2、構(gòu)造生成矩陣G，具體如下：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種編碼調(diào)制方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 設(shè)置生成矩陣G的權(quán)重為：+1，-1，+2, -2, +4, -4, +7, -7 ; 52、 構(gòu)造生成矩陣G，具體如下：
其中，所述生成矩陣G的長度為N，即生成矩陣G是一個NXN的矩陣，所述生 成矩陣G第i行表示一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，記作Ui,所述生成矩陣G的第j列代表一個信 息符號，記作bp若生成矩陣G的第i行第j列的元素不為0,則說明U i和h相連， 每i行中非零元素的個數(shù)稱為第i個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度，第j列中非零元素的個數(shù)稱為 第j個信息符號的度，所述生成矩陣G有#個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度為12, Y個校驗(yàn)節(jié) O ^ 點(diǎn)的度為8, Ix表示舍X皆的單位矩陣循環(huán)右移X位，A，B，C，D是大小為j的 雙對角矩陣，

53、 將二進(jìn)制信息序列I經(jīng)過BPSK調(diào)制，得到序列b ; 54、 利用S2構(gòu)造的生成矩陣G對S3所述序列b進(jìn)行編碼，得到符號u = G · b ; 55、 將兩個連續(xù)的符號u連成一個調(diào)制信號進(jìn)行傳輸，其中一個符號作為實(shí)部，另一個 符號作為虛部，即調(diào)制信號呦Χ20 + λΓ?·ι42Α + ：〇,其中，k = 0, 1，…M/2-1，其中，M為 傳輸?shù)姆枖?shù)，即生成矩陣G的行數(shù)，用于傳輸?shù)牡男亲鶊D為31*31的矩形星座圖； 56、 將S5所述調(diào)制信號s (k)通過AWGN信道，得到調(diào)制信號向量s' ； 57、 接收端將接到的S6所述調(diào)制信號向量s'還原為實(shí)數(shù)符號向量u' ； 58、 進(jìn)行譯碼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種編碼調(diào)制方法，其特征在于：S2所述^是一個素數(shù)。 8
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種編碼調(diào)制方法，其特征在于：4所述利用S2構(gòu)造的生成 矩陣G對S3所述序列b進(jìn)行編碼，具體為： 當(dāng)符號信噪比小于等于5dB的時候，使用生成矩陣G的全部行數(shù)進(jìn)行編碼，當(dāng)符號信噪 比大于5dB的時候，隨著信噪比的增加，選用生成矩陣G的行數(shù)減少。
【文檔編號】H04L1/00GK104393959SQ201410709124
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】劉強(qiáng), 史治平, 羅驥 申請人:電子科技大學(xué)