基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，該方法包括有：發(fā)送端執(zhí)行的如下步驟：(a)根據(jù)對當(dāng)前信道狀態(tài)的預(yù)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(jìn)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(jìn)行星座映射得到發(fā)送符號，并輸出；及接收端執(zhí)行的步驟：(d)接收所述發(fā)送符號；(e)結(jié)合當(dāng)前的信道狀態(tài)信息和傳輸模式，對接收到的發(fā)送符號進(jìn)行解調(diào)解碼，得到各個比特管道的解調(diào)解碼的結(jié)果。本發(fā)明還涉及一種基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)自適應(yīng)編碼調(diào)制方法，本發(fā)明有效地提高了用戶的平均傳輸速率，并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】基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于比特分割復(fù)用(BitDivision Multiplexing, BDM)的自適應(yīng)傳輸方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線數(shù)字通信系統(tǒng)中，無線信道在數(shù)據(jù)傳輸過程中常常具有時變衰落特性，即發(fā)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(tài)，當(dāng)前時刻的信道狀態(tài)也以一定概率分布偏離前一時刻的信道狀態(tài)。
[0003]在自適應(yīng)編碼調(diào)制系統(tǒng)中，發(fā)送端根據(jù)對當(dāng)前時刻信道狀態(tài)的預(yù)測值，確定相應(yīng)的編碼調(diào)制方式。傳統(tǒng)自適應(yīng)編碼調(diào)制方法中，兩種典型的方法分別是:一、用戶的所有數(shù)據(jù)采用相同的編碼調(diào)制方式，用戶所有數(shù)據(jù)具有相同的接收門限；二、采用分層調(diào)制(Hierarchical modulation)技術(shù)支持兩種接收門限的數(shù)據(jù)。在第一種方法中，由于信道狀態(tài)的概率分布，用戶成功接收數(shù)據(jù)的概率小于1，即，有一定概率接收不到數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)，也有一定概率同時接收到兩種接收門限的數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)，并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(fā)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(shù)字信息的有限域“比特”序列映射成適于傳輸?shù)摹胺枴毙蛄?。每個符號的取值空間可以是一維實數(shù)空間、二維實數(shù)空間(即復(fù)數(shù)空間或復(fù)數(shù)平面)、或更高維的實數(shù)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(yīng)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(guān)系，或者星座點到比特(組)的特定映射關(guān)系，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(yīng)。目前最為常見以及實用的復(fù)數(shù)空間的星座圖主要有正交幅度調(diào)制(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(diào)制技術(shù)；實數(shù)空間的星座圖主要為脈沖幅度調(diào)制(Pulse Amplitude Modulation, PAM)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，有必要提供一種基于BDM的自適應(yīng)傳輸方法，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)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于BDM的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)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]—種基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，該方法包括有:
發(fā)送端執(zhí)行的如下步驟:
(a)根據(jù)對當(dāng)前信道狀態(tài)的預(yù)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(diào)制模式；其中，比特管道是通過將物理層信道在比特層次上進(jìn)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(jìn)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(jìn)行星座映射得到發(fā)送符號，并輸出；
及接收端執(zhí)行的步驟:
(d)接收所述發(fā)送符號；以及
(e)結(jié)合當(dāng)前的信道狀態(tài)信息和傳輸模式，對接收到的發(fā)送符號進(jìn)行解調(diào)解碼，得到各個比特管道的解調(diào)解碼的結(jié)果。
[0008]一種基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)，包括:
發(fā)送端，包括:
傳輸模式確定模塊，用于根據(jù)對當(dāng)前信道狀態(tài)的預(yù)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(diào)制模式；其中，比特管道是通過將物理層信道在比特層次上進(jìn)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，用于對每個比特管道中的輸入信息比特，獨立進(jìn)行信道編碼和比特交織得到編碼比特；
星座映射模塊，用于對多個比特管道輸出的編碼比特共同進(jìn)行星座映射得到發(fā)送符號，并輸出；
以及接收端，用于接收所述發(fā)送符號，并結(jié)合當(dāng)前的信道狀態(tài)信息和傳輸模式，對接收到的發(fā)送符號進(jìn)行解調(diào)解碼，得到各個比特管道的解調(diào)解碼的結(jié)果。
[0009]相較于傳統(tǒng)編碼技術(shù)方法，本發(fā)明的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法及系統(tǒng)通過根據(jù)對當(dāng)前信道狀態(tài)的預(yù)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(diào)制模式，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(jìn)一步優(yōu)化信道的平均傳輸速率。此外，基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，對每個比特管道中的輸入信息比特獨立進(jìn)行信道編碼及比特交織后再共同進(jìn)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(dāng)用戶的信道狀態(tài)發(fā)生變化時，也不需要改變星座映射方式，只需要調(diào)整對應(yīng)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(fā)明較佳實施方式的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)的功能模塊圖。
[0011]圖2為本發(fā)明較佳實施方式的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法的流程圖。
[0012]圖3為本發(fā)明所例舉的信道轉(zhuǎn)移概率密度的示意圖。
[0013]主要元件符號說明
【權(quán)利要求】
1.一種基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，該方法包括有: 發(fā)送端執(zhí)行的如下步驟: (a)根據(jù)對當(dāng)前信道狀態(tài)的預(yù)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(diào)制模式；其中，比特管道是通過將物理層信道在比特層次上進(jìn)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(jìn)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(jìn)行星座映射得到發(fā)送符號，并輸出； 及接收端執(zhí)行的步驟: (d)接收所述發(fā)送符號；以及 (e)結(jié)合當(dāng)前的信道狀態(tài)信息和傳輸模式，對接收到的發(fā)送符號進(jìn)行解調(diào)解碼，得到各個比特管道的解調(diào)解碼的結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于:在步驟(a)中，當(dāng)前信道狀態(tài)的預(yù)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(zhuǎn)移概率密度分布。
3.如權(quán)利要求1所述的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于: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(quán)利要求1所述的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于:所述比特管道的傳輸模式包括比特管道數(shù)目確定和比特管道的資源分配，在步驟(a)中，通過對當(dāng)前信道狀態(tài)的預(yù)測值，確定比特管道的數(shù)目及資源分配。
5.如權(quán)利要求4所述的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于:在確定所述比特管道的資源分配時，當(dāng)需要重傳數(shù)據(jù)時，按照重傳數(shù)據(jù)的多少，分配相應(yīng)的一個或者多個較高優(yōu)先級比特管道傳輸重傳數(shù)據(jù)，其他較低優(yōu)先級比特管道傳輸用戶所需的新數(shù)據(jù)；當(dāng)不需要重傳數(shù)據(jù)時，所有的比特管道用于傳輸用戶所需的新數(shù)據(jù)；對于傳輸用戶所需的新數(shù)據(jù)，較高優(yōu)先級的比特管道傳輸用戶需求程度較高的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于:所述每個比特管道的編碼調(diào)制模式包括每個比特管道采用的信道編碼、碼率及比特交織方案。
7.如權(quán)利要求1所述的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于:在發(fā)送端執(zhí)行的步驟中，在步驟(C)后還包括對所述發(fā)送符號進(jìn)行處理的步驟，其中，對所述發(fā)送符號的處理，包括符號交織、調(diào)制、組幀以及頻譜成型中的至少一項。
8.如權(quán)利要求1所述的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于:在步驟(e)中，各個比特管道的解調(diào)解碼的結(jié)果包括各個比特管道的信息比特的估計結(jié)果，以及各個比特管道是否成功解調(diào)解碼。
9.一種基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 發(fā)送端，包括: 傳輸模式確定模塊，用于根據(jù)對當(dāng)前信道狀態(tài)的預(yù)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(diào)制模式；其中，比特管道是通過將物理層信道在比特層次上進(jìn)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，用于對每個比特管道中的輸入信息比特，獨立進(jìn)行信道編碼和比特交織得到編碼比特； 星座映射模塊，用于對多個比特管道輸出的編碼比特共同進(jìn)行星座映射得到發(fā)送符號，并輸出； 以及接收端，用于接收所述發(fā)送符號，并結(jié)合當(dāng)前的信道狀態(tài)信息和傳輸模式，對接收到的發(fā)送符號進(jìn)行解調(diào)解碼，得到各個比特管道的解調(diào)解碼的結(jié)果。
10.如權(quán)利要求 9所述的基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述基于比特分割復(fù)用的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)還包括處理模塊，用于對所述星座映射模塊輸出的發(fā)送符號進(jìn)行處理，對所述發(fā)送符號的處理，包括符號交織、調(diào)制、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(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】宋健, 彭克武, 金黃平, 黃嘉晨 申請人:深圳清華大學(xué)研究院, 清華大學(xué)