一种基于无速率码和V-OFDM的联合编码调制方法

摘要

本发明公开了一种基于无速率码和V-OFDM的联合编码调制方法，发送端基于无速率编码和Vector OFDM调制，其基本特征在于（1）使无速率码编码后消息比特流映射到Vector OFDM的时频域消息矩阵上，满足数据块区域度数均匀，（2）将无速率码编码后的消息比特调制到子载波时，把不同自由度消息比特映射到同一子载波上，相同自由度消息比特映射到不同子载波上。本发明通过联合编码调制，能够更加有效地对抗双选择性信道的频率选择性衰落和时间选择性衰落，克服符号间干扰和载波干扰，有效对抗双选择性衰落，获取更大的双选择信道的联合多径-多普勒分集增益，降低误码率，提高通信质量。

主权项

一种基于无速率码和V‑OFDM的联合编码调制方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：(1)对原始消息比特流进行无速率编码，得到待调制的编码比特流{b₀,b₁…,b_N,…}，并获取编码器无速率码的Tanner图度数分布信息D；(2)调制编码比特流{b₀,b₁…,b_N,…}，得到调制符号序列{m₀,m₁…,m_N,…}；(3)无速率编码度数分布分析单元分析编码器无速率码的Tanner图度数分布信息D，设计编码调制映射单元，经过编码调制映射单元，将调制符号序列{m₀,m₁…,m_N,…}映射为大小为P×K的时频域消息矩阵M_P×K；所述编码调制映射单元基于无速率编码和Vector OFDM联合设计，具体包括两点基本特征：(1)使得无速率码编码后的消息比特流映射到Vector OFDM的时频域消息矩阵M_P×K上，满足数据块的区域度数分布保持均匀，(2)将无速率码编码后的消息比特调制到子载波时，把不同自由度的消息比特映射到同一子载波上，相同自由度的消息比特映射到不同子载波上，编码调制映射单元输出时频域消息矩阵(4)对时频域消息矩阵添加二维循环前缀ZP，得到新的时频域信号矩阵可记为其中Q为双选择信道最大多普勒扩展径数，L为双选择信道多径扩展的多径数；(5)添加二维循环前缀ZP之后，对时频域信号矩阵进行Vector OFDM调制，得到调制信号Ms，调制公式如下：其中，为的第i行向量，Ms_p为调制信号Ms的第p行向量；并串变换后得到发送信号序列x(n)，x(n):＝[Ms₀,Ms₁…,Ms_P+Q‑1]；(6)接收端对接收到的信号序列y(n)进行Vector OFDM解调操作；首先接收信号y(n):＝[Mr₀,Mr₁…,Mr_P+Q‑1]串并变换得到再进行Vector OFDM解调操作，得到解调的时频域接收信号矩阵解调公式如下：其中，为的第i行向量，R_p为R的第p行向量；(7)通过二维傅里叶变换F₂(·)将解调信号R变换到变换域，并进行一阶MMSE均衡操作，最后通过二维傅里叶逆变换F₂^‑1(·)操作，得到估计的时频域数据其中二维傅里叶变换F₂(·)、MMSE均衡和二维傅里叶逆变换F₂^‑1(·)具体操作如下：$\mathrm{Fr}(r,c)=F_2\left(s\right)(r,c)=\frac{1}{\sqrt{(P+Q)(K+L)}}\underset{p=0}{\overset{P+Q-1}{\Sigma }}\underset{\mathrm{Kk}=0}{\overset{K+L-1}{\Sigma }}{r}_{p,k}{e}^{-j2\pi \frac{\mathrm{kc}}{K+L}}{e}^{-j2\pi \frac{\mathrm{pr}}{P+Q}},$其中，r_p,k为解调的时频域接收信号矩阵R的第p行第k列元素；一阶MMSE均衡操作如下：其中，为信道估计的信道抽头系数矩阵，SNR为信噪比；为MMSE均衡后，变换域上的估计信号矩阵的第p行第k列元素；(8)估计的时频域数据通过编码调制解映射单元，对估计时域数据块进行与编码调制映射单元相对应的解映射，得到数据比特流(9)数据比特流通过无速率码BP迭代译码解调，得到译码解调数据流