專利名稱：一種數(shù)據(jù)合并方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，特別涉及到一種數(shù)據(jù)合并方法和數(shù)據(jù)合并裝置。
背景技術(shù)：
通常，通信系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)重傳機(jī)制保證通信的可靠性。具體而言，在自動(dòng)重傳 請(qǐng)求(ARQ)機(jī)制下，接收端在接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包之后，可以通過檢測(cè)譯碼過程可以恢復(fù)出 由發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，但如果恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)包與發(fā)送端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)包相比發(fā)生錯(cuò) 誤的數(shù)量(以下簡稱誤碼率)超過了系統(tǒng)的要求，則接收端將恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)包進(jìn)行保存 并通過反饋信道請(qǐng)求發(fā)送端重新發(fā)送原始數(shù)據(jù)包。當(dāng)接收端接收到發(fā)送端重傳的數(shù)據(jù)包 后，將首先對(duì)重傳的數(shù)據(jù)包進(jìn)行單獨(dú)的檢測(cè)譯碼過程，如果恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)包的誤碼率滿 足系統(tǒng)的要求，則直接接收該數(shù)據(jù)包；而如果恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)包的誤碼率仍然超過系統(tǒng)的 要求，則接收端將把兩個(gè)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行合并，然后再進(jìn)行檢測(cè)譯碼過程。更進(jìn)一步，如 果合并后數(shù)據(jù)包的誤碼率仍超過了系統(tǒng)的要求，接收端將再次要求發(fā)送端重傳數(shù)據(jù)包，直 到接收端恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)包的誤碼率滿足系統(tǒng)的要求或者已達(dá)到最大的重傳次數(shù)為止。從 概率上講，兩個(gè)或兩個(gè)以上接收的數(shù)據(jù)包中同一個(gè)數(shù)據(jù)在多次傳輸中都發(fā)生錯(cuò)誤的概率是 比較小的，因此，將兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)包合并后再進(jìn)行檢測(cè)譯碼，恢復(fù)出數(shù)據(jù)包誤碼率 應(yīng)該是變小的，也即，通過數(shù)據(jù)的重傳過程可以大大提高通信的可靠性。已知采用不同的數(shù) 據(jù)合并算法合并后數(shù)據(jù)包經(jīng)過檢測(cè)譯碼后的誤碼率會(huì)不同，因此，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)包的合并 是數(shù)據(jù)重傳的關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種數(shù)據(jù)合并方法和數(shù)據(jù)合并裝置，使得合并后數(shù)據(jù)包具有更低的 誤碼率。本發(fā)明的實(shí)施例數(shù)據(jù)合并方法包括根據(jù)發(fā)送端所使用的調(diào)制方式，列舉所有可 能的判決結(jié)果，并將每個(gè)判決結(jié)果作為一個(gè)候選子集；對(duì)至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì) 算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間，分別針對(duì)每個(gè)候選子集，對(duì)所述至少兩個(gè)接 收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并，得到合并后的每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念 區(qū)間，并將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并，得到每個(gè)候選子集的信 念值；以及對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正，得到調(diào)制星座集合中每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng) 計(jì)量，并選擇調(diào)制星座集合中對(duì)應(yīng)最大的判決統(tǒng)計(jì)量的星座點(diǎn)作為最終的判決結(jié)果。其中，列舉所有可能的判決結(jié)果，并將每個(gè)判決結(jié)果作為一個(gè)候選子集包括在發(fā) 送端所使用的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的星座集合中，將由每個(gè)星座點(diǎn)單獨(dú)組成的集合所構(gòu)成的子集 作為第ι個(gè)候選子集，將由相鄰的兩個(gè)星座點(diǎn)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第2個(gè)候選子
集，將由相鄰的三個(gè)星座點(diǎn)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第3個(gè)候選子集，......，將由相
鄰的M-I個(gè)星座點(diǎn)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第M-I個(gè)候選子集，其中，M表示調(diào)制星座 集合中星座點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
對(duì)至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間 包括對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本可信 度分配；以及根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本可信度分配計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所 有候選子集的信任函數(shù)和似真函數(shù)，得到每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間。對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本 可信度分配包括采用如下的公式對(duì)N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候 選子集的基本信用度分配
V Si Ri-Vi-hr^^f =——-p-1-, = 1,2,...,Ρ·, = \,2,..·,Κ,
T=I
W(^lri) = IjT = 1,2,...,Μ; \< P
T=I Sr其中，N為大于或等于2的自然數(shù)；K為每個(gè)數(shù)據(jù)包包含的符號(hào)數(shù)；接收端收到 的每個(gè)符號(hào)可以表示為A = hiS+ni; i = 1，2，. . .，K，、表示數(shù)據(jù)包在第i次傳輸過程 中信道衰落系數(shù)，η,是服從均值為0，方差為σ 2的加性高斯白噪聲；P決定了候選子集 St中最多包含P個(gè)相鄰的星座點(diǎn)；N(St)表示包含T個(gè)相鄰星座點(diǎn)的子集St的個(gè)數(shù)。
R1 =ΣΣ\^-hr ■ ^TlI2是歸一化系數(shù)。
T=I Sr 計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信任函數(shù)和似真函數(shù)，得到每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì) 所有候選子集的信念區(qū)間包括根據(jù)如下公式計(jì)算針對(duì)第i個(gè)數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選子集St的
信任函數(shù)值Σ _知1 )’/=1，2”"，義;根據(jù)如下公式計(jì)算針對(duì)第土個(gè)
Sy CiS* γ
數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選子集sT的似真函數(shù)值=ptoOsTk)= Σ M k_y=i，2’…’火，
得到針對(duì)第i個(gè)數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選子集St的信念區(qū)間為[Bel(ST|ri)，Pla(ST|ri)]。對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并包括對(duì)應(yīng)每 個(gè)候選子集，將N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包將對(duì)應(yīng)的N個(gè)信念區(qū)間的左端點(diǎn)進(jìn)行合并，使得合并后 信念區(qū)間的左端點(diǎn)值是所有N個(gè)信念區(qū)間左端點(diǎn)值的最大值；對(duì)應(yīng)每個(gè)候選子集，將N個(gè)接 收到的數(shù)據(jù)包將對(duì)應(yīng)的N個(gè)信念區(qū)間的右端點(diǎn)進(jìn)行合并，使得合并后得到的信念區(qū)間的右 端點(diǎn)值是所有N個(gè)信念區(qū)間右端點(diǎn)值的最小值。將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并，得到每個(gè)候選子集 的信念值包括根據(jù)如下公式將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并
Bel Pla(Sr) =——Bel(SY)Pla{SY)——Y = 1,2，.·.,尸其中 Bel pla(sT)為每個(gè) _ γ (I-Bel(Sr))(l-Pla(Sr))" ^ "P T yj^ '
5候選子集St的信念值。對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正，得到調(diào)制星座集合中每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì) 量包括根據(jù)如下公式計(jì)算每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量
sα ∈R;α = 1,2,...,Μ.本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)合并裝置包括候選子集生成單元，用于根據(jù)發(fā)送端所使用的調(diào)制方式，列舉出所有可能的判決 結(jié)果，并將每個(gè)判決結(jié)果作為一個(gè)候選子集；信念區(qū)間確定單元，用于對(duì)至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所 有候選子集的信念區(qū)間，并分別針對(duì)每個(gè)候選子集，對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng) 的至少兩個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并，得到合并后的每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間；判決統(tǒng)計(jì)量確定單元，用于將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合 并，得到每個(gè)候選子集的信念值，并對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正，得到調(diào)制星座集合 中的每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量；以及判決單元，用于根據(jù)判決統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行判決，選擇調(diào)制星座集合中對(duì)應(yīng)最大的判決 統(tǒng)計(jì)量的星座點(diǎn)作為最終的判決結(jié)果。本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)合并方法以及數(shù)據(jù)合并裝置基于DS理論，考慮了不確定性因 素的影響，能夠描述更多的不確定性的判決，并能夠通過合并規(guī)則逐漸減小不確定性的影 響，因此，與現(xiàn)有數(shù)據(jù)合并方法相比具有更低的誤碼率，可以大大提高數(shù)據(jù)合并算法的性 能。


下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)合并方法的流程圖；圖2顯示了 8PSK調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的星座圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)合并裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為在8PSK調(diào)制方式下本發(fā)明實(shí)施例所提出的基于DS理論的數(shù)據(jù)合并算法和 現(xiàn)有數(shù)據(jù)合并算法的性能比較示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有的數(shù)據(jù)合并算法包括選擇合并(SC，Selection Combining)，等增益合并 (EGC,Equal-Gain Combining)以及最大比(MRC，Maximal-Ratio Combining)合并等等。下 面將以兩個(gè)數(shù)據(jù)包的合并為例，簡單介紹這幾種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)合并算法。選擇合并是指接收端從接收到的兩個(gè)數(shù)據(jù)包中選擇一個(gè)誤碼率較小的數(shù)據(jù)包作 為合并結(jié)果輸出。由于這種合并算法只是在兩個(gè)接收的數(shù)據(jù)包中選擇一個(gè)誤碼率較小的數(shù)據(jù)包作為合并結(jié)果而沒有充分利用兩個(gè)數(shù)據(jù)包，因此合并的性能非常有限。等增益合并是指對(duì)接收到的兩個(gè)數(shù)據(jù)包采用相同的系數(shù)加權(quán)后相加，其結(jié)果作為 合并結(jié)果輸出。這種合并算法雖然在合并過程中利用了兩個(gè)數(shù)據(jù)包，但是對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)包采 用了相同的加權(quán)系數(shù)，也即并沒有區(qū)別對(duì)待。由于在時(shí)變信道條件下，前后兩次接收到的數(shù) 據(jù)包的信噪比可能差別較大，因此這種對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)包采用相同的加權(quán)系數(shù)的合并方法就大 大限制了合并算法的性能。最大比合并算法可以根據(jù)信道條件的不同，對(duì)兩次接收到的數(shù)據(jù)包采用對(duì)應(yīng)相應(yīng) 信道條件的不同加權(quán)系數(shù)加權(quán)，然后相加，使合并后的數(shù)據(jù)具有最大輸出信噪比。這種合并 算法由于比較充分了利用了兩個(gè)數(shù)據(jù)包，因此具有較好的性能。以上三種數(shù)據(jù)合并算法都是基于傳統(tǒng)貝葉斯(Bayes)理論的算法?；贐ayes理 論，如果我們相信一個(gè)命題為真的程度為s，那么我們就必須以1-s的程度去相信該命題的 反命題為真。然而，這種假設(shè)在許多情況下這是不合理的。舉例來說，對(duì)“地球之外存在著 生命”和“地球之外沒有生命”這一對(duì)命題來說，在目前科技水平或目前所擁有的知識(shí)結(jié)構(gòu) (證據(jù))下，我們既不能相信前者，也不敢相信后者，即我們對(duì)前者的信度很小，對(duì)后者的信 度也很小，是以兩者之和根本不可能為1。也就是說，在這種情況下，Bayes理論的假設(shè)并不 合理?；谶@種情況，證據(jù)理論應(yīng)運(yùn)而生。證據(jù)理論是由A.P.DempSter首先提出的，并由 他的學(xué)生G. Shafer進(jìn)一步發(fā)展起來的一種處理不確定性知識(shí)的理論，證據(jù)理論簡稱為DS 理論，DS理論是傳統(tǒng)Bayes理論的擴(kuò)展。在DS理論中，對(duì)沒有足夠的知識(shí)或證據(jù)給一個(gè)命 題賦真值時(shí)，DS理論通常會(huì)引入一個(gè)“未知態(tài)”或“組合態(tài)”來表征不確定的判決，雖然沒有 明確給出判決的結(jié)果，但是DS理論相信這要比給出錯(cuò)誤的判決結(jié)果更可靠，因?yàn)镈S理論還 可以通過對(duì)多個(gè)證據(jù)源數(shù)據(jù)的合并來消除不確定性的影響，最終給出可靠的判決結(jié)果。基于上述理論研究結(jié)果，本發(fā)明給出了一種基于DS理論的數(shù)據(jù)合并方法。為了更 好的說明本發(fā)明的方法，在詳細(xì)說明本發(fā)明的數(shù)據(jù)合并方法之前，首先介紹DS理論的數(shù)學(xué) 模型并給出DS理論中幾個(gè)概念的定義。假設(shè)給出一個(gè)判決問題，對(duì)于該判決問題應(yīng)用已有的知識(shí)將獲得的所有可能的結(jié) 果用一個(gè)集合Ω表示，如此，我們所關(guān)心的任意一個(gè)命題都可以對(duì)應(yīng)Ω的一個(gè)子集，在這 種情況下，將Ω稱為一個(gè)識(shí)別框架。將命題和各個(gè)子集對(duì)應(yīng)起來，就可以把比較抽象的邏 輯概念轉(zhuǎn)化為比較直觀的集論的概念。而事實(shí)上，任何兩個(gè)命題的析取、合并和蘊(yùn)含都分別 對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)命題對(duì)應(yīng)的集合的并、交和包含，任何一個(gè)命題的反命題還可以對(duì)應(yīng)于該命 題對(duì)應(yīng)集合的補(bǔ)。如此，假設(shè)Ω是一個(gè)有限集，且所有在Ω內(nèi)的元素間是互不相容的，則 Ω的一切子集，即Ω的冪集記為2Ω，函數(shù)m是從冪集W，l]上的函數(shù)，即πι:2Ω—
當(dāng)滿足如下公式(1)所示的條件時(shí) 稱m為基本可信度分配(BPA，Basic Probability Assignment)。對(duì)于識(shí)別框架Ω 的任意子集表示基于給定條件下對(duì)命題A本身的信度的大小。另外，當(dāng)m(A) >0時(shí)，則稱A為函數(shù)m的焦元集合(FES，F(xiàn)ocal Element Set)。上述公式(1)所示的條件一方面反映了對(duì)于空集(空命題)不產(chǎn)生任何信度；另一方面也反映了雖然可以給一個(gè) 命題賦予任意大小的信度值，但要求給所有命題賦的信度值的和等于1，即總信度為1。對(duì)于給定的基本可信度分配m，可以通過如下的公式(2)和(3)分別定義其所對(duì)應(yīng) 的信任函數(shù)Bel和似真函數(shù)Pla 其中，信任函數(shù)和似真函數(shù)是從另一個(gè)側(cè)面對(duì)信度的描述?；究尚哦确峙鋗實(shí) 際上是定義在2Ω上的概率，它反映了人們的信念的不確定性程度；而信任函數(shù)Bel (A)表示 分配到A上的總信度，它綜合了 A的所有前提本身的信度，所以是支持A的信念的最小值； 似真函數(shù)Pla(A)是所有與A相容的命題本身的信度之和，是支持A的信念的最大值。這樣， [Bel(A), Pla(A)]就自然形成了對(duì)A的信念區(qū)間。注意到基本可信度分配m是在Ω的一 切子集上的概率，如果m只在Ω的單點(diǎn)集上有正值，則m就與Bayes理論中的概率一樣，而 基于DS理論m又可以在非單點(diǎn)集上賦值，因此，在這個(gè)意義上m是推廣了概率的概念，可以 描述更多的不確定的狀態(tài)。本發(fā)明所提出的數(shù)據(jù)合并方法就是在DS理論的指導(dǎo)下，首先對(duì)每次接收的數(shù)據(jù) 包計(jì)算識(shí)別框架任意子集相應(yīng)的基本可信度分配，信任度和似真度等信息；然后，根據(jù)DS 組合規(guī)則將多個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行合并，得出判決統(tǒng)計(jì)量；最后，依據(jù)算法中的判決規(guī)則完成最后 判決。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例所提出的數(shù)據(jù)合并方法。圖1為本發(fā)明的 實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)合并方法的流程圖。如圖1所示，該數(shù)據(jù)合并方法主要包括如下步驟步驟101 根據(jù)發(fā)送端所使用的調(diào)制方式，列舉所有可能的判決結(jié)果，并將每個(gè)判 決結(jié)果作為一個(gè)候選子集。通常情況下，一種調(diào)制方式對(duì)應(yīng)一個(gè)調(diào)制星座集合，并對(duì)應(yīng)一個(gè)星座圖。假設(shè)通信 系統(tǒng)采用的調(diào)制星座集合為沢=P1, ，...,~},其中，M表示調(diào)制星座集合中星座點(diǎn)的個(gè) 數(shù)。從調(diào)制星座集合識(shí)對(duì)應(yīng)的星座圖中，將由每個(gè)星座點(diǎn)單獨(dú)組成的集合所構(gòu)成的子集作 為第1個(gè)子集S1,將由相鄰的兩個(gè)星座點(diǎn)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第2個(gè)子集S2,將由
相鄰的三個(gè)星座點(diǎn)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第3個(gè)子集S3,......，將由相鄰的M-I個(gè)
星座點(diǎn)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第M-I個(gè)子集SM_lt)所有取到的子集S1, S2，......Ssh，
對(duì)應(yīng)所有可能的判決結(jié)果，也就是發(fā)送符號(hào)可能包含在子集S1中，或子集S2中……等 等，因此，以下將所有可能的判決結(jié)果對(duì)應(yīng)的子集S1, S2,……Ssh分別作為一個(gè)候選子集。下面以8PSK調(diào)制方式為例，說明如何得到各個(gè)候選子集。圖2顯示了 8PSK調(diào)制 方式對(duì)應(yīng)的星座圖。此時(shí)，每個(gè)星座點(diǎn)的子集為S1 = IsJ，{s2}，{s3}，{s4}，{s5}，{s6}，{s7}，{s8}；相 鄰 2 個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子集為 S2 = Is1, s2}，{s2, S3I, {s3, s4}，{s4, s5}，{s5, s6}，{s6, s7}，{s7, S8I，{s8, S1I ；相鄰 3 個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子集為 S3 = Is1, s2, S3I，{s2, s3, S4I，{s3, s4, s5}，{s4, s5, S6I, {s5, s6, S7I, {s6, s7, S8I, {s7, Sg, S1I, {s8, S1, S2I ；.......如此,得至Ij相鄰 4 個(gè)星座
8點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子集S4,直至得到相鄰M-I個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子集SM_lt)步驟102 對(duì)N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念 區(qū)間，其中，N為大于或等于2的自然數(shù)。假設(shè)接收端收到N個(gè)數(shù)據(jù)包需要進(jìn)行合并，則接收端收到的第i個(gè)數(shù)據(jù)包可以表 示為a = hiS+ni; i = 1，2，...，N，其中，s表示發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)包屯是獨(dú)立同分布的隨 機(jī)變量，表示數(shù)據(jù)包在第i次傳輸過程中信道衰落系數(shù)；ni是服從均值為0，方差為σ 2的加 性高斯白噪聲(AWGN，Additive White Gaussian Noise)。則在本步驟中，分別計(jì)算每個(gè)數(shù) 據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間包括對(duì)N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì) 所有候選子集的基本可信度分配，再根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本可信度分配 計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信任函數(shù)和似真函數(shù)，得到每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選 子集的信念區(qū)間。在本實(shí)施例中，可以首先采用如下的公式⑷對(duì)N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每 個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本信用度分配，這里采用的是基于距離賦值的方法，即取 接收信號(hào)到候選星座點(diǎn)集合的“中點(diǎn)”的距離作為測(cè)度，然后再按照公式(5)的約束進(jìn)行歸 一化
Y S
Ri-In-h,- 'eSr ‘ I2
=——-ρ-^-，丫 = 1,2’...，尸;/ = 1,2,...,夂’ (4)
T 二1并且要求滿足如下公式(5)
XXm(^Iri) = I,T = 1,2,...,M; \< P < MJ = \,2,·..,Κ (5)
丫=1 St其中，P決定了子集St中最多包含P個(gè)相鄰的星座點(diǎn)，P值的選取是系統(tǒng)性能和 復(fù)雜度折中的一個(gè)參數(shù)，即P值越大，復(fù)雜度越高，性能也越好；P值越小，復(fù)雜度越低，性能 也越差。P值可以按照系統(tǒng)對(duì)性能和復(fù)雜度的要求折中選擇。另外，N(St)表示包含T個(gè)
相鄰星座點(diǎn)的子集St的個(gè)數(shù)。Ri =玄[Ι η -H1 · Σ樹/' I2是歸一化系數(shù)。
T=I SrT然后，再將基本可信度分配轉(zhuǎn)化為信念區(qū)間。其中，針對(duì)第i個(gè)數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選 子集St可以采用如下的公式(6)計(jì)算其信任函數(shù)值Bel (St)
Bel(SrIrj)= m(Sr\rr),i = 1,2,...,K (6)
S 丫 ^.Sy針對(duì)第i個(gè)數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選子集St可以采用如下的公式(7)計(jì)算其似真函數(shù) 值 Pla(Sr)
9 如此，可以得到針對(duì)第i個(gè)數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選子集St的信念區(qū)間為[Bel (SrIri)， Pla(ST|ri)]，也即相信發(fā)送符號(hào)包含在候選子集St中的信念的大小在[Bel(SrIri), Pla(SrIri)]這個(gè)區(qū)間里。步驟103 分別針對(duì)每個(gè)候選子集，對(duì)N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的N個(gè)信念區(qū)間進(jìn) 行合并，得到合并后的每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間。在步驟102中，以第i個(gè)數(shù)據(jù)包為例介紹了第i個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)每個(gè)候選子集St的 信念區(qū)間的計(jì)算方法。按照相同的方法，對(duì)應(yīng)每個(gè)候選子集，N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包將對(duì)應(yīng)N 個(gè)信念區(qū)間。則本步驟可以包括對(duì)應(yīng)每個(gè)候選子集，將N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包將對(duì)應(yīng)的N個(gè) 信念區(qū)間的左端點(diǎn)進(jìn)行合并，使得合并后信念區(qū)間的左端點(diǎn)值是所有N個(gè)信念區(qū)間左端點(diǎn) 值的最大值；對(duì)應(yīng)每個(gè)候選子集，將N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包將對(duì)應(yīng)的N個(gè)信念區(qū)間的右端點(diǎn)進(jìn) 行合并，使得合并后得到的信念區(qū)間的右端點(diǎn)值是所有N個(gè)信念區(qū)間右端點(diǎn)值的最小值。 具體可以采用如下公式(8)所示的方法對(duì)N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的N個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合 并Bel (St) = Sup1 ^ i ^N{Bel (ST | Ti)},Pla(Sr) = InDla(SrIri)L (8)T = 1，2，· · ·，P.其中，[Bel (ST Iri), Pla (ST Iri)]是第i個(gè)數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)每個(gè)候選子集St的信念區(qū) 間。對(duì)N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的N個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并后，得到合并后的每個(gè)候選子集 St對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間為[861(50^1&(50]，其中徹1(50和卩1&(51)是區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值。步驟104 將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值Bel (St)和Pla(ST)進(jìn) 行合并，得到每個(gè)候選子集的信念值。在本步驟中，可以按照DS理論中的經(jīng)典合并方法對(duì)每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū) 間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并，具體而言，可以通過如下的公式(9)計(jì)算每個(gè)候選子集的信念 值
Bel Pla(Sr) = Bel(Sr)Pla(Sr)_ γ = 12 戶() -(l-5e/(^T))(l-/jZa(^r))通過上述公式(9)計(jì)算得到每個(gè)候選子集St的信念值Bel_pla(ST)，Bel_ Pla(Sr)也可稱為間接判據(jù)統(tǒng)計(jì)量，由于子集St仍然是一個(gè)包含有T個(gè)相鄰星座點(diǎn)的子 集，而最終的判決結(jié)果是要判到具體的星座點(diǎn)上，也即要給出發(fā)送符號(hào)到底是哪個(gè)星座點(diǎn) 這一結(jié)果，因此，需要對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正。步驟105 對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正，得到調(diào)制星座集合中每個(gè)星座點(diǎn) 的判決統(tǒng)計(jì)量，并根據(jù)調(diào)制星座集合中每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行判決，選擇調(diào)制星座 集合中對(duì)應(yīng)最大的判決統(tǒng)計(jì)量的星座點(diǎn)作為最終的判決結(jié)果。在本步驟中，可以通過如下的公式(10)計(jì)算判決統(tǒng)計(jì)量
10 從上述公式(10)可以看出，對(duì)應(yīng)調(diào)制星座集合中每個(gè)星座點(diǎn)Sa均可以得到一個(gè) 判決統(tǒng)計(jì)量De(Sa)。并且在判決過程中，選擇調(diào)制星座集合中對(duì)應(yīng)最大的判決統(tǒng)計(jì)量的星
座點(diǎn)作為最終的判決結(jié)果，也即找出$ =,即選擇#乍為最終判定的發(fā)送端
所發(fā)送的符號(hào)。至此，本實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)合并方法完成。本實(shí)施例所述的基于DS理論的數(shù)據(jù)合并方法考慮了不確定性因素的影響，能夠 描述更多的不確定性的判決，并能夠通過合并規(guī)則逐漸減小不確定性的影響，因此，提高數(shù) 據(jù)合并算法的性能，具有更低的誤碼率。對(duì)應(yīng)上述數(shù)據(jù)合并方法，本發(fā)明的實(shí)施例還提出一種數(shù)據(jù)合并裝置。圖3顯示了 本發(fā)明實(shí)施例所提出的數(shù)據(jù)合并裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖3所示，該數(shù)據(jù)合并裝置主要包括候選子集生成單元，用于根據(jù)發(fā)送端所使用的調(diào)制方式，列舉出所有可能的判決 結(jié)果，并將每個(gè)判決結(jié)果作為一個(gè)候選子集；信念區(qū)間確定單元，用于對(duì)至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所 有候選子集的信念區(qū)間，并分別針對(duì)每個(gè)候選子集，對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng) 的至少兩個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并，得到合并后的每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間；判決統(tǒng)計(jì)量確定單元，用于將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合 并，得到每個(gè)候選子集的信念值，并對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正，得到調(diào)制星座集合 中的每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量；以及判決單元，用于根據(jù)判決統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行判決，選擇調(diào)制星座集合中對(duì)應(yīng)最大的判決 統(tǒng)計(jì)量的星座點(diǎn)作為最終的判決結(jié)果。其中，信念區(qū)間確定單元可以通過上述步驟102至103所述的方法計(jì)算每個(gè)候選 子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間。此外，判決統(tǒng)計(jì)量確定單元可以通過上述步驟104至105所述的方法計(jì)算調(diào)制星 座集合中的每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量。下面通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比說明了采用8PSK調(diào)制方式下本發(fā)明實(shí)施例所提出的基于 DS理論的數(shù)據(jù)合并算法和現(xiàn)有數(shù)據(jù)合并算法的性能。圖4為在8PSK調(diào)制方式下本發(fā)明實(shí) 施例所提出的基于DS理論的數(shù)據(jù)合并算法和現(xiàn)有數(shù)據(jù)合并算法的性能比較示意圖。圖4 中橫坐標(biāo)代表信噪比(SNR，Signal-Noise Ratio)，縱坐標(biāo)代表誤比特率(BER，Bit Error Ratio)。從圖4可以看出，本發(fā)明實(shí)施例所提出的數(shù)據(jù)合并算法(如圖4中帶方形的曲線所 示)與現(xiàn)有的選擇合并算法(如圖4中帶星號(hào)的曲線所示)、等增益合并算法(如圖4中帶 圓圈的曲線所示)和最大比合并算法(如圖4中帶三角的曲線所示)三種合并算法相比， 具有最優(yōu)的性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種數(shù)據(jù)合并方法，其特征在于，包括根據(jù)發(fā)送端所使用的調(diào)制方式，列舉所有可能的判決結(jié)果，并將每個(gè)判決結(jié)果作為一個(gè)候選子集；對(duì)至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間，分別針對(duì)每個(gè)候選子集，對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并，得到合并后的每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間，并將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并，得到每個(gè)候選子集的信念值；以及對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正，得到調(diào)制星座集合中每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量，并選擇調(diào)制星座集合中對(duì)應(yīng)最大的判決統(tǒng)計(jì)量的星座點(diǎn)作為最終的判決結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述列舉所有可能的判決結(jié)果，并將每個(gè) 判決結(jié)果作為一個(gè)候選子集包括在發(fā)送端所使用的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的星座集合中，將由每 個(gè)星座點(diǎn)單獨(dú)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第1個(gè)候選子集，將由相鄰的兩個(gè)星座點(diǎn)組成 的集合所構(gòu)成的子集作為第2個(gè)候選子集，將由相鄰的三個(gè)星座點(diǎn)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第3個(gè)候選子集，......，將由相鄰的M-I個(gè)星座點(diǎn)組成的集合所構(gòu)成的子集作為第M-I個(gè)候選子集，其中，M表示調(diào)制星座集合中星座點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì) 算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間包括對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本可信 度分配；以及根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本可信度分配計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選 子集的信任函數(shù)和似真函數(shù)，得到每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分 別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本可信度分配包括采用如下的公式對(duì)N個(gè)接收 到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的基本信用度分配Y S1=——-p-1-’了 = 1，2，."，尸;/ = 1，2,".,尺，T=Iij]mOSY|c) = l，T = l，2,.",M; l< P < M;i ^ χ.,.,ΚT=I其中，N為大于或等于2的自然數(shù)；K為每個(gè)數(shù)據(jù)包包含的符號(hào)數(shù)；接收端收到的 每個(gè)符號(hào)可以表示為A = hiS+ni，i = l,2, ...,K, Iii表示數(shù)據(jù)包在第i次傳輸過程中 信道衰落系數(shù)，Hi是服從均值為0，方差為σ 2的加性高斯白噪聲；P決定了候選子集St 中最多包含P個(gè)相鄰的星座點(diǎn)；N(St)表示包含T個(gè)相鄰星座點(diǎn)的子集St的個(gè)數(shù)。Ri=ΣΣι - hi · ι2 是歸一化系數(shù)。T=I Sr^
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信任函數(shù)和似真函數(shù)，得到每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間包括根據(jù)如下公式計(jì)算針對(duì)第i個(gè)數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選子集St的信任函數(shù)值 根據(jù)如下公式計(jì)算針對(duì)第i個(gè)數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選子集St的似真函數(shù)值 Pla(Sr I^)= m(Sr \ η), = \,2,...,Κ 得到針對(duì)第i個(gè)數(shù)據(jù)包中每個(gè)候選子集St的信念區(qū)間為[Bel(SrIri),Pla(SrIri)I0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì) 應(yīng)的至少兩個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并包括對(duì)應(yīng)每個(gè)候選子集，將N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包將對(duì)應(yīng)的N個(gè)信念區(qū)間的左端點(diǎn)進(jìn)行合并， 使得合并后信念區(qū)間的左端點(diǎn)值是所有N個(gè)信念區(qū)間左端點(diǎn)值的最大值；對(duì)應(yīng)每個(gè)候選子集，將N個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包將對(duì)應(yīng)的N個(gè)信念區(qū)間的右端點(diǎn)進(jìn)行合并， 使得合并后得到的信念區(qū)間的右端點(diǎn)值是所有N個(gè)信念區(qū)間右端點(diǎn)值的最小值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的 兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并，得到每個(gè)候選子集的信念值包括根據(jù)如下公式將每個(gè)候選子集對(duì) 應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并 其中，Bel_pla(ST)為每個(gè)候選子集St的信念值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正， 得到調(diào)制星座集合中每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量包括根據(jù)如下公式計(jì)算每個(gè)星座點(diǎn)的判決 統(tǒng)計(jì)量 .
9.一種數(shù)據(jù)合并裝置，其特征在于，包括候選子集生成單元，用于根據(jù)發(fā)送端所使用的調(diào)制方式，列舉出所有可能的判決結(jié)果， 并將每個(gè)判決結(jié)果作為一個(gè)候選子集；信念區(qū)間確定單元，用于對(duì)至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候 選子集的信念區(qū)間，并分別針對(duì)每個(gè)候選子集，對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的至 少兩個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并，得到合并后的每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間；判決統(tǒng)計(jì)量確定單元，用于將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并， 得到每個(gè)候選子集的信念值，并對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正，得到調(diào)制星座集合中 的每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量；以及判決單元，用于根據(jù)判決統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行判決，選擇調(diào)制星座集合中對(duì)應(yīng)最大的判決統(tǒng)計(jì) 量的星座點(diǎn)作為最終的判決結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)合并方法和裝置，包括根據(jù)發(fā)送端所使用的調(diào)制方式，列舉所有可能的判決結(jié)果，并將每個(gè)判決結(jié)果作為一個(gè)候選子集；對(duì)至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包針對(duì)所有候選子集的信念區(qū)間，分別針對(duì)每個(gè)候選子集，對(duì)所述至少兩個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)信念區(qū)間進(jìn)行合并，得到合并后的每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間，并將每個(gè)候選子集對(duì)應(yīng)的信念區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)值進(jìn)行合并，得到每個(gè)候選子集的信念值；以及對(duì)每個(gè)候選子集的信念值進(jìn)行修正，得到調(diào)制星座集合中每個(gè)星座點(diǎn)的判決統(tǒng)計(jì)量，并選擇調(diào)制星座集合中對(duì)應(yīng)最大的判決統(tǒng)計(jì)量的星座點(diǎn)作為最終的判決結(jié)果。通過本發(fā)明的方法和裝置，合并后的數(shù)據(jù)包具有更低的誤碼率。
文檔編號(hào)H04L1/18GK101924623SQ20101024433
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者呂鐵軍, 夏金環(huán) 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)