一種基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法及裝置，屬于無線通信技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信系統(tǒng)存在兩類錯誤；一類稱為隨機(jī)錯誤，由噪聲引起；另一類稱為突發(fā) 錯誤，由信道衰落、干擾和系統(tǒng)配置錯誤引起。前向糾錯碼，包括低密度奇偶校驗碼（Low DensityParityQieckCode,LDPC)和二進(jìn)制卷積碼炬inaryConvolutionCode,BCC)，是 無線通信系統(tǒng)中用來檢測和糾正系統(tǒng)錯誤的常用信道編碼。但是前向糾錯碼的糾正突發(fā)錯 誤的能力有限，因此需要通過交織技術(shù)將突發(fā)錯誤進(jìn)行離散隨機(jī)化，形成離散錯誤，W在接 收端糾正該些錯誤，提升系統(tǒng)性能。
[0003] 目前，交織技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各種無線通信系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)。其中IE邸802.lln/ac 標(biāo)準(zhǔn)分別定義了兩種交織方式：一種是符號交織，主要針對LDPC編碼；一種是比特交織，主 要針對BCC編碼。IE邸802.llad/af等協(xié)議也定義了符號交織。
[0004] 交織器的設(shè)計是無線通信中的一個重要課題。常用的交織器包括隨機(jī)交織器和 矩陣分組交織器。隨機(jī)式是通過計算機(jī)產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)來決定重新排列的順序。矩陣分組 式是根據(jù)一定的算法將原始碼元按行寫入交織矩陣再按列讀出從而實(shí)現(xiàn)碼元的重新排 列。傳統(tǒng)的塊交織是矩陣分組交織器的一種，目前正交頻分復(fù)用（化thogonal化equecncy DivisionMultiplexing，(FDM)系統(tǒng)針對LDPC編碼采用的最多的交織器即為塊交織器。另 夕F，交織器還可W按照信號的維度分為二維交織器、=維交織器和多維交織器，其分別針對 的信號維度為一維、二維和多維。
[0005] 無線通信標(biāo)準(zhǔn)中定義的交織方法為固定的交織方法，采用的是固定的交織算法和 交織參數(shù)。而無線通信的信道環(huán)境是不斷變化的，也就是說信道具有變化性。因此，傳統(tǒng)的 交織方法并不適應(yīng)于變化信道。對于OFDM系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息被調(diào)制于頻域，并通過頻域信道 進(jìn)行傳輸，而頻域信道具有選擇性衰落特征，在相干帶塊內(nèi)，相鄰的子載波很可能同時處于 深衰落狀態(tài)，從而引起接收數(shù)據(jù)的突發(fā)錯誤。同時，OFDM系統(tǒng)子載波的衰落狀態(tài)往往處于 不斷變化之中，造成突發(fā)錯誤情形也處在不斷變化之中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：0FDM系統(tǒng)的信道往往具有變化性，傳統(tǒng)的符號交織方法并不能最大限 度地發(fā)揮交織帶來的系統(tǒng)性能。針對該一問題，本發(fā)明的第一目的是提供一種基于信道質(zhì) 量信息的自適應(yīng)交織方法，通過反饋少量信道質(zhì)量信息、利用信道質(zhì)量信息確定交織深度 和交織規(guī)則、實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)符號交織和解交織，更好地離散突發(fā)錯誤，最大限度地發(fā)揮離散帶 來的性能增益。本發(fā)明的第二目的是提供一種基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織裝置。
[0007] 技術(shù)方案；一種基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法，包括如下步驟：
[000引步驟1 ;發(fā)送端發(fā)送信道質(zhì)量信息仰annelQualityIn化rmation，CQI)請求帖， 并發(fā)送空數(shù)據(jù)帖；
[0009] 步驟2 ;接收端在接收到請求信息后，通過空數(shù)據(jù)帖進(jìn)行CQI估計，CQI的計算公式 為：
[0010]
【主權(quán)項】
1. 一種基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： (1) 發(fā)送端發(fā)送信道質(zhì)量信息請求幀，并發(fā)送空數(shù)據(jù)幀； (2) 接收端接收到請求信息后，通過空數(shù)據(jù)幀進(jìn)行信道質(zhì)量信息估計； (3) 接收端根據(jù)步驟（2)得到的信道質(zhì)量信息對子載波進(jìn)行狀態(tài)分類，并反饋對所有 子載波的狀態(tài)進(jìn)行反饋； (4) 發(fā)送端和接收端根據(jù)步驟（3)得到的子載波狀態(tài)值分別計算自適應(yīng)交織深度； (5) 發(fā)送端和接收端根據(jù)步驟（3)得到的子載波狀態(tài)值和步驟（4)得到的交織深度分 別計算用于交織的交織配對集合P和用于解交織的解交織配對集合P'; (6) 發(fā)送端按照步驟（5)得到的交織配對集合P對發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理； (7) 接收端在數(shù)據(jù)到達(dá)解交織模塊后按照步驟（5)得到的解交織配對集合P'對接收 數(shù)據(jù)進(jìn)行同步解交織，恢復(fù)數(shù)據(jù)序列。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法，其特征在于，所述步 驟（2)中接收端進(jìn)行信道質(zhì)量信息估計的計算公式為：
公式1中CQIk表示信道質(zhì)量估計值，多空間流時用Cd、.,表示，其中k和iss分別表示 數(shù)據(jù)子載波索引和空間流索引，Sk表示子載波上信號功率，多空間流時用表示，I和N 分別表示平均干擾功率和平均噪聲功率，多空間流時用4和％51表示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法，其特征在于，所述步 驟（3)中對子載波進(jìn)行狀態(tài)分類的方法為： 將子載波劃分為尚質(zhì)量和低質(zhì)量兩類子載波，狀態(tài)分別為〇和1，則子載波狀態(tài)劃分的 公式可以表示為
公式2中STk表示子載波k的狀態(tài)，多空間流時可用M；vss表示，/〗=豆灰表示所有子載 波上的平均信噪比。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法，其特征在于，所述步 驟（4)中計算自適應(yīng)交織深度的公式為：
公式3中Dtm表示自適應(yīng)交織深度，Nsd表示用戶發(fā)送數(shù)據(jù)所采用帶寬對應(yīng)的數(shù)據(jù)子載 波數(shù)，Nbpsk表示每個空間流每個星座調(diào)制符號的比特數(shù)，Nss表示空間數(shù)據(jù)流數(shù)，Laf表示信 道編碼碼字長度，Ntb表示最大的連續(xù)低質(zhì)量子載波數(shù)，「?]表示不超過括號內(nèi)實(shí)數(shù)的最大 整數(shù)，max{ ? }表示括號內(nèi)的數(shù)的最大值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法，其特征在于，所述步 驟（5)中確定交織配對集合P的方法為： (1)通過CQI反饋模塊分別得到高質(zhì)量子載波和低質(zhì)量子載波對應(yīng)的序號序列G和B， 具體公式為
公式4中G15G2，…，<5&和B1，盡，…，5^分別表示高低質(zhì)量子載波的序號，且滿足G1 <G: <…< 和戽< 52 <…<Bas兩個關(guān)系式； ⑵將序列G和B按照Dtm行寫入矩陣M，寫入的方式分兩種情況，即N>N淋，寫入的 矩陣為
公式5和6中Na^表示交織的列數(shù)，計算公式為NNsd/Dtm; (3)對M按列讀出，假定讀出序列為[cl，c2,. . .cNsd]，則接收端用于解交織的解交織配 對集合為 Pr = {(cl,0), (c2,I),..., (cNSD,Nsd-I) } (公式 7) 發(fā)送端用于交織的交織配對集合為 P= {(0,cl), (l,c2),..., (Nsd-I,cNsd)} (公式 8) 公式7和公式8中P和P'分別表示交織規(guī)則配對集合和解交織規(guī)則配對集合，（a，b) 表不一個交織配對，a表不交織前符號的輸入序號，b表不交織后符號的輸出。
6. -種基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織裝置，包括發(fā)送端和接收端，其特征在于，所述 發(fā)送端包括交織深度計算模塊、交織規(guī)則確定模塊和交織模塊，所述接收端包括信道質(zhì)量 信息估計模塊、子載波狀態(tài)計算模塊、交織深度計算模塊、解交織規(guī)則確定模塊和解交織模 塊，具體描述如下： 信道質(zhì)量估計模塊用于對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行信道質(zhì)量信息估計； 子載波狀態(tài)計算模塊用于根據(jù)信道質(zhì)量信息對子載波進(jìn)行狀態(tài)分類和反饋； 交織深度計算模塊用于計算自適應(yīng)交織深度； 交織規(guī)則確定模塊用于根據(jù)子載波狀態(tài)確定用于交織的交織規(guī)則配對集合P; 解交織規(guī)則確定模塊用于根據(jù)子載波狀態(tài)值確定解交織配對集合p'; 交織模塊用于按照交織配對集合P定義的交織規(guī)則對用戶發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理； 解交織模塊用于按照解交織配對集合P'定義的解交織規(guī)則對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解交 織處理，恢復(fù)出用戶數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于信道質(zhì)量信息的自適應(yīng)交織方法，所述方法為接收端進(jìn)行信道質(zhì)量信息估計，并根據(jù)CQI對子載波進(jìn)行狀態(tài)分類和反饋；然后發(fā)送端和接收端根據(jù)子載波狀態(tài)分類反饋分別確定交織深度和交織規(guī)則，并按照上述規(guī)則進(jìn)行交織和解交織。本發(fā)明還提供了一種采用上述方法的自適應(yīng)交織裝置，具體包括發(fā)送端的交織深度計算模塊、交織規(guī)則確定模塊和交織模塊，接收端的信道質(zhì)量信息估計模塊、子載波狀態(tài)計算模塊、交織深度計算模塊、解交織規(guī)則確定模塊和解交織模塊。本發(fā)明提供的方法和裝置可在反饋少量信息的情況下完成自適應(yīng)交織和解交織，有效地解決了傳統(tǒng)交織不適用于變化信道的問題，整體上降低了系統(tǒng)誤包率，改善了系統(tǒng)性能。
【IPC分類】H04L1-00, H04L27-26
【公開號】CN104717040
【申請?zhí)枴緾N201510141494
【發(fā)明人】楊綠溪, 李長庚, 魏明君, 陳 峰, 王雅芳
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月27日