基於比特分割復用的自適應傳輸方法及系統的製作方法
2023-06-13 20:45:36
基於比特分割復用的自適應傳輸方法及系統的製作方法
【專利摘要】一種基於比特分割復用的自適應傳輸方法，該方法包括有：發送端執行的如下步驟：(a)根據對當前信道狀態的預測值，選擇一種傳輸模式；(b)對每個比特管道中的輸入信息比特，獨立進行信道編碼和比特交織得到編碼比特；(c)對多個比特管道輸出的編碼比特共同進行星座映射得到發送符號，並輸出；及接收端執行的步驟：(d)接收所述發送符號；(e)結合當前的信道狀態信息和傳輸模式，對接收到的發送符號進行解調解碼，得到各個比特管道的解調解碼的結果。本發明還涉及一種基於比特分割復用的自適應傳輸系統。相對於傳統自適應編碼調製方法，本發明有效地提高了用戶的平均傳輸速率，並且解決了信道資源分配靈活性較低和星座圖變化的問題。
【專利說明】基於比特分割復用的自適應傳輸方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及數字信息傳輸【技術領域】，特別涉及一種基於比特分割復用(BitDivision Multiplexing, BDM)的自適應傳輸方法及系統。
【背景技術】
[0002]無線數字通信系統中，無線信道在數據傳輸過程中常常具有時變衰落特性，即發射信號功率一定時，信道容量隨時間變化。即使反饋信道反饋了前一時刻的信道狀態，當前時刻的信道狀態也以一定概率分布偏離前一時刻的信道狀態。
[0003]在自適應編碼調製系統中，發送端根據對當前時刻信道狀態的預測值，確定相應的編碼調製方式。傳統自適應編碼調製方法中，兩種典型的方法分別是:一、用戶的所有數據採用相同的編碼調製方式，用戶所有數據具有相同的接收門限；二、採用分層調製(Hierarchical modulation)技術支持兩種接收門限的數據。在第一種方法中，由於信道狀態的概率分布，用戶成功接收數據的概率小於1，即，有一定概率接收不到數據，這樣用戶信息的平均傳輸速率降低。在第二種方法中，用戶有一定概率接收不到所有數據，也有一定概率同時接收到兩種接收門限的數據，用戶信息的平均傳輸速率可以得到有效的提升，但是僅僅支持兩種接收門限的數據，並且信道資源分配靈活性很低，星座映射受限。此外，在上述兩種方法中，發送符號的星座映射均是變化的。
[0004]所謂星座映射，就是將攜帶數字信息的有限域「比特」序列映射成適於傳輸的「符號」序列。每個符號的取值空間可以是一維實數空間、二維實數空間(即複數空間或複數平面)、或更高維的實數空間。星座映射包含兩個要素，即星座圖和星座點映射方式。星座圖代表星座映射輸出符號的所有取值組成的集合，其中，星座圖的每個點對應輸出符號的一種取值。星座點映射方式代表輸入比特(組)到星座點的特定映射關係，或者星座點到比特(組)的特定映射關係，通常每個星座點與一個比特或多個比特組成的比特組一一對應。目前最為常見以及實用的複數空間的星座圖主要有正交幅度調製(QuadratureAmplitude Modulation, QAM)、相移鍵控(Phase Shift Keying, PSK)以及幅度相移鍵控(Amplitude-Phase Shift Keying, APSK)調製技術；實數空間的星座圖主要為脈衝幅度調製(Pulse Amplitude Modulation, PAM)。
【發明內容】
[0005]針對上述問題，有必要提供一種基於BDM的自適應傳輸方法，以彌補傳統自適應編碼調製技術中平均傳輸速率較低，信道資源分配靈活性較低和星座圖變化的問題。
[0006]另外，還有必要提供一種基於BDM的自適應傳輸系統，以彌補傳統自適應編碼調製技術中平均傳輸速率較低，信道資源分配靈活性較低和星座圖變化的問題。
[0007]—種基於比特分割復用的自適應傳輸方法，該方法包括有:
發送端執行的如下步驟:
(a)根據對當前信道狀態的預測值，選擇一種傳輸模式，所述傳輸模式包括比特管道的傳輸模式及編碼調製模式；其中，比特管道是通過將物理層信道在比特層次上進行分割得到，所述物理層信道分割為至少兩個比特管道；
(b)對每個比特管道中的輸入信息比特，獨立進行信道編碼和比特交織得到編碼比
特；
(C)對多個比特管道輸出的編碼比特共同進行星座映射得到發送符號，並輸出；
及接收端執行的步驟:
(d)接收所述發送符號；以及
(e)結合當前的信道狀態信息和傳輸模式，對接收到的發送符號進行解調解碼，得到各個比特管道的解調解碼的結果。
[0008]一種基於比特分割復用的自適應傳輸系統，包括:
發送端，包括:
傳輸模式確定模塊，用於根據對當前信道狀態的預測值，選擇一種傳輸模式，所述傳輸模式包括比特管道的傳輸模式及編碼調製模式；其中，比特管道是通過將物理層信道在比特層次上進行分割得到，所述物理層信道分割為至少兩個比特管道；
編碼模塊，用於對每個比特管道中的輸入信息比特，獨立進行信道編碼和比特交織得到編碼比特；
星座映射模塊，用於對多個比特管道輸出的編碼比特共同進行星座映射得到發送符號，並輸出；
以及接收端，用於接收所述發送符號，並結合當前的信道狀態信息和傳輸模式，對接收到的發送符號進行解調解碼，得到各個比特管道的解調解碼的結果。
[0009]相較於傳統編碼技術方法，本發明的基於比特分割復用的自適應傳輸方法及系統通過根據對當前信道狀態的預測值選擇適合的傳輸模式，即，選擇適合的比特管道的分割方案及編碼調製模式，明顯提升了信道資源分配的靈活性，通過物理層信道資源的靈活分配進一步優化信道的平均傳輸速率。此外，基於比特分割復用的自適應傳輸方法，對每個比特管道中的輸入信息比特獨立進行信道編碼及比特交織後再共同進行星座映射，星座映射不受限制，不需要是兩個子星座映射的乘積；當用戶的信道狀態發生變化時，也不需要改變星座映射方式，只需要調整對應的比特分割方案，從而避免星座圖變化的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明較佳實施方式的基於比特分割復用的自適應傳輸系統的功能模塊圖。
[0011]圖2為本發明較佳實施方式的基於比特分割復用的自適應傳輸方法的流程圖。
[0012]圖3為本發明所例舉的信道轉移概率密度的示意圖。
[0013]主要元件符號說明
【權利要求】
1.一種基於比特分割復用的自適應傳輸方法，其特徵在於，該方法包括有: 發送端執行的如下步驟: (a)根據對當前信道狀態的預測值，選擇一種傳輸模式，所述傳輸模式包括比特管道的傳輸模式及編碼調製模式；其中，比特管道是通過將物理層信道在比特層次上進行分割得到，所述物理層信道分割為至少兩個比特管道； (b)對每個比特管道中的輸入信息比特，獨立進行信道編碼和比特交織得到編碼比特； (C)對多個比特管道輸出的編碼比特共同進行星座映射得到發送符號，並輸出； 及接收端執行的步驟: (d)接收所述發送符號；以及 (e)結合當前的信道狀態信息和傳輸模式，對接收到的發送符號進行解調解碼，得到各個比特管道的解調解碼的結果。
2.如權利要求1所述的基於比特分割復用的自適應傳輸方法，其特徵在於:在步驟(a)中，當前信道狀態的預測值通過接收端反饋的信息獲得，接收端反饋的信息為前一時刻的平均信噪比和信道變化的轉移概率密度分布。
3.如權利要求1所述的基於比特分割復用的自適應傳輸方法，其特徵在於:每個比特管道包含所述物理層信道的部分或者全部比特。
4.如權利要求1所述的基於比特分割復用的自適應傳輸方法，其特徵在於:所述比特管道的傳輸模式包括比特管道數目確定和比特管道的資源分配，在步驟(a)中，通過對當前信道狀態的預測值，確定比特管道的數目及資源分配。
5.如權利要求4所述的基於比特分割復用的自適應傳輸方法，其特徵在於:在確定所述比特管道的資源分配時，當需要重傳數據時，按照重傳數據的多少，分配相應的一個或者多個較高優先級比特管道傳輸重傳數據，其他較低優先級比特管道傳輸用戶所需的新數據；當不需要重傳數據時，所有的比特管道用於傳輸用戶所需的新數據；對於傳輸用戶所需的新數據，較高優先級的比特管道傳輸用戶需求程度較高的數據。
6.如權利要求1所述的基於比特分割復用的自適應傳輸方法，其特徵在於:所述每個比特管道的編碼調製模式包括每個比特管道採用的信道編碼、碼率及比特交織方案。
7.如權利要求1所述的基於比特分割復用的自適應傳輸方法，其特徵在於:在發送端執行的步驟中，在步驟(C)後還包括對所述發送符號進行處理的步驟，其中，對所述發送符號的處理，包括符號交織、調製、組幀以及頻譜成型中的至少一項。
8.如權利要求1所述的基於比特分割復用的自適應傳輸方法，其特徵在於:在步驟(e)中，各個比特管道的解調解碼的結果包括各個比特管道的信息比特的估計結果，以及各個比特管道是否成功解調解碼。
9.一種基於比特分割復用的自適應傳輸系統，其特徵在於，該系統包括: 發送端，包括: 傳輸模式確定模塊，用於根據對當前信道狀態的預測值，選擇一種傳輸模式，所述傳輸模式包括比特管道的傳輸模式及編碼調製模式；其中，比特管道是通過將物理層信道在比特層次上進行分割得到，所述物理層信道分割為至少兩個比特管道； 編碼模塊，用於對每個比特管道中的輸入信息比特，獨立進行信道編碼和比特交織得到編碼比特； 星座映射模塊，用於對多個比特管道輸出的編碼比特共同進行星座映射得到發送符號，並輸出； 以及接收端，用於接收所述發送符號，並結合當前的信道狀態信息和傳輸模式，對接收到的發送符號進行解調解碼，得到各個比特管道的解調解碼的結果。
10.如權利要求 9所述的基於比特分割復用的自適應傳輸系統，其特徵在於:所述基於比特分割復用的自適應傳輸系統還包括處理模塊，用於對所述星座映射模塊輸出的發送符號進行處理，對所述發送符號的處理，包括符號交織、調製、組幀以及頻譜成型中的至少一項。
【文檔編號】H04L1/00GK103905150SQ201410082295
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】宋健, 彭克武, 金黃平, 黃嘉晨 申請人:深圳清華大學研究院, 清華大學