專利名稱：基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線通信領域，涉及一種基于廣義頻分復用技術(GeneralizedFrequency Division Multiplexing, GFDM)的多載波無比率編碼的傳輸方法。
背景技術：
移動多媒體廣播系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于信道條件和噪聲干擾，影響了通信用戶的接收性能。自動重傳請求(Automatic Repeat Request, ARQ)和前向糾錯編碼(Forward Error Correction, FEC)作為兩大差錯控制技術,通過提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詠斫鉀Q這個問題。自動重傳請求是通過對原始信息的重傳來保障數(shù)據(jù)被正確接收。前向糾錯編碼是通過對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行糾錯編碼來降低傳輸差錯。在1998 年，Michael Luby 和 John Byers 等人提出了 數(shù)字噴泉碼(DigitalFountain)的概念。噴泉碼是一種新的，定義在二進制刪除信道模型(Binary ErasureChannel，BEC)上的前向糾錯編碼技術。發(fā)送端如同源源不斷產(chǎn)生水滴(輸出符號)的噴泉，而通信者只需要用杯子(接收端)接受足夠數(shù)量的水滴，即可達到飲用(成功譯碼)的目的。這就是噴泉碼的基本原理。無比率(Rateless)是噴泉碼的重要特性。LT編碼和Raptor編碼是真正意義上的無比率噴泉碼。Raptor編碼是在LT編碼的基礎上增加了一層預編碼。預編碼和LT編碼是影響Raptor編碼整體性能的重要因素。因此，對LT編碼的優(yōu)化研究至關重要。度分布(Degree Distribution)是LT編碼的重要組成部分，目前經(jīng)典的度分布是魯棒孤子度分布(Robust Soliton DegreeDistribution, RSDD)，但是魯棒孤子度分布RSDD也存在一些缺點，當值為I的度較少時，根據(jù)其譯碼特性會出現(xiàn) 錯誤平層現(xiàn)象，影響譯碼性能。因此，設計一個好的度分布函數(shù)，對于優(yōu)化LT編碼的性能至關重要。傳統(tǒng)的噴泉碼是采用等差保護(Equal Erasure Protection, EEP)對原始信息進行編碼，但是，對于多媒體傳輸(如視頻傳輸)，其某一部分信息是比較重要的，在編碼時需要額外的保護，即米用不等差錯保護。Mohammad Nekoui, Nazy Ranjkesh and FarshadLahouti等人提出了 Adapting LR-LT編碼,雖然其保護了優(yōu)先級高的數(shù)據(jù),但是會出現(xiàn)高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)被重復編碼，而低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)從未編碼，降低了編碼效率，并且影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`比特率(Bit Error Rate)。因此,基于LT編碼,需要結合好的度分布函數(shù)設計一種新的編碼方式，以提高帶有不等差錯保護的LT編碼性能。德累斯頓工業(yè)大學(TechnicalUniversity of Dresden, TU-Dresden)與Vodafone Chair Mobile Communications Systems 公司提出了廣義頻分復用技術 GFDM,其克服了正交頻分復用技術(Orthogonal Frequency Division Multiple, 0FDM)的一些缺點，如高的峰值平均功率比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR),帶外福射較為嚴重，對載頻偏移較為敏感，頻譜利用率低等缺點。但是，由于GFDM引入了靈活的脈沖成形濾波器，是子載波間的正交性遭到破壞，會產(chǎn)生載波間的干擾(Inter-CarrierInterference, ICI)，因此設計有效的ICI干擾消除機制對于GFDM技術十分重要。目前，針對GFDM技術的ICI消除機制主要是采用串行干擾消除(Serial Interference Cancel,SIC)機制。但是在誤比特率方面，其性能低于OFDM系統(tǒng)。R.Datta, N.Michai low, M.Lentmaier和G.Fettweis等人提出了雙向SIC方法用于消除ICI,該方法的實施比較復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，解決現(xiàn)有技術存在的對較高優(yōu)先級數(shù)據(jù)重復編碼和譯碼效率較低的問題，并提升不等差錯保護傳輸?shù)目煽啃?。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，包括信道編碼、多載波傳輸和信道譯碼三個部分；具體是在發(fā)送端進行信道編碼后，通過多載波傳輸，在接收端進行信道譯碼。本發(fā)明的特點還在于:信道編碼采用靈活孤子度分布函數(shù)FSDD，利用魯棒孤子度分布RSDD中的參數(shù)R = C- 控制最大度值范圍，同時引入優(yōu)先級數(shù)L和輸出符號個數(shù)K兩個參數(shù)；令
Ω (.)表示靈活孤子度分布FSDD,公式如下:
權利要求
1.基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，其特征在于，包括信道編碼、多載波傳輸和信道譯碼三個部分；具體是在發(fā)送端進行信道編碼后，通過多載波傳輸，在接收端進行信道譯碼。
2.如權利要求1所述的基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，其特征在于，所述信道編碼采用靈活孤子度分布函數(shù)FSDD，利用魯棒孤子度分布RSDD中的參數(shù)
3.如權利要求2所述的基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，其特征在于，所述信道編碼是在將k個輸入符號進行編碼之前，首先按照優(yōu)先級L的設置順序重新排列輸入符號，將最重要的數(shù)據(jù)安排在優(yōu)先級1，以此類推；每次在編碼產(chǎn)生一個輸出符號的時候都要查看是否接收到來自接收端停止編碼信號；如果沒有接收到該信號，則繼續(xù)進行編碼；否則，停止編碼，且表示信道編碼結束；當沒有接收到停止編碼的信號時，開始繼續(xù)編碼。
4.如權利要求3所述的基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，其特征在于，所述信道編碼產(chǎn)生一個輸出符號的具體方法是:首先根據(jù)FSDD函數(shù)隨機產(chǎn)生一個度值d，然后根據(jù)條件L/2判斷選擇輸入符號的范圍；如果d>L/2，則從所有的輸入符號中隨機選取一個輸入符號進行異或運算，并且度值d減I，循環(huán)判斷度值d是否大于L/2，如果大于L/2，則仍然從所有的輸入符號中隨機選取一個輸入符號進行異或運算，如果d〈L/2，則WMrf 個輸入符號中隨機選擇一個輸入符號進行異或操作；如果在信道編碼開始的 時候，
5.如權利要求4所述的基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，其特征在于，所述信道編碼采用基于靈活孤子度分布的不等差錯保護LT編碼模塊FSDD-LT，進行四相相移鍵控信號調制；經(jīng)過編碼調制后產(chǎn)生一組輸出符號Out [I]，
6.如權利要求1-5任一項所述的基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，其特征在于，所述多載波傳輸選取的信道模型為二進制刪除信道；多載波傳輸中的脈沖成形濾波器采用Franks濾波器，F(xiàn)ranks濾波器的波形函數(shù)為p (t)，采樣因子設為P，則采樣后的符號序列為
7.如權利要求6所述的基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，其特征在于，信道譯碼實施步驟如下:接收端將接受到的信號進行模數(shù)轉換后為y[n]，首先將符號映射到N個子載波上，然后對其進行下變頻，即得到的第k載波上的符號為
全文摘要
基于廣義頻分復用技術的多載波無比率編碼的傳輸方法，包括信道編碼、多載波傳輸和信道譯碼三個部分；具體是在發(fā)送端進行信道編碼后，通過多載波傳輸，在接收端進行信道譯碼。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術存在的對較高優(yōu)先級數(shù)據(jù)重復編碼和譯碼效率較低的問題，且提升了不等差錯保護傳輸?shù)目煽啃?，譯碼效率可達0.9564，性能參數(shù)ρ的值可達0.90。本發(fā)明能夠在提升頻譜利用率和降低帶外輻射的情況下，對數(shù)據(jù)進行不等差錯保護，特別是在保證高優(yōu)先級數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)耐瑫r，不會減弱對低優(yōu)先級數(shù)據(jù)的保護，提升仿真數(shù)據(jù)的真實可靠性。
文檔編號H04L1/00GK103248455SQ20131012820
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權日2013年4月12日
發(fā)明者張發(fā)存, 段喜盈 申請人:西安理工大學