[发明专利]一种基于自适应符号载波分配的不等差错保护方法

说明书

技术领域

本发明属于数字信息传输领域，涉及一种在使用NB-LDPC码级联STBC的MIMO-OFDM系统中通过进行自适应符号载波分配来进行不等差错保护的方法。

背景技术

多进制低密度奇偶校验(NB-LDPC，Non-binary Low Density ParityCheck)码是一种线性分组码，可以用生成矩阵G和校验矩阵H来表示，并且在与调制相结合的编码调制中，NB-LDPC码具有优于二进制LDPC码的性能。H中非零元素的个数远远小于零元素的个数，其非零元素的值从GF域(有限域)中选取，GF域的大小为2^p(p＞1)，图2给出了一个域大小为2^p(p＝2)的NB-LDPC校验矩阵及度数示意图，校验矩阵H的每一列中的非零元素的个数即为该列的度数，或者称为列重。在宽带数字通信中，编码后的NB-LDPC码数据符号可以自然地映射到星座符号上，一个数据符号对应一个星座符号，满足一一对应的关系，而不像二进制LDPC码那样，需要p个数据符号与一个星座符号进行对应。

多输入多输出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)技术能够在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流，在不增加系统带宽的情况下增加频谱效率，提高系统的传输速率。

空时编码(STBC，Space Time Block Coding)是达到或接近MIMO无线信道容量的一种方法。通过空时编码能够在多根发射天线和各个时间周期的发射信号之间产生空域和时域的相关性，这种空时相关性可以使接收机克服MIMO信道衰落和减少发射误码。对于空间未编码系统，空时编码可以在不牺牲带宽的情况下起到发射分集和功率增强作用。

正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术通过使用多载波窄带调制，将宽带信道转化成若干个平坦的窄带子信道，每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，所以每个子信道上的频率选择性衰落可以看作是平坦性衰落，减小了多径衰落的影响。

基于NB-LDPC码编码的MIMO-OFDM系统，当多进制域的大小与星座点集合大小相同时，LDPC编码后的符号与星座点可以一一对应进行映射。在传输时，每个星座符号占用1个子载波进行传输。在多径衰落环境下，尽管OFDM调制中绝大部分子载波始终可以进行正确的检测，但部分符号的可靠性仍会因为一些子载波受到深衰落的影响而急剧降低，进而影响译码的性能。针对这些影响，目前多采用自适应比特功率分配的算法进行处理，通过对衰落较严重的子载波符号分配较大的功率，对衰落较低的子载波分配较小的功率来平衡衰落对不同子载波的影响。自适应比特功率分配算法只考虑了信道的衰落对译码性能的影响，没有依据不同数据符号对译码性能的影响的大小进行特殊的处理。而且，自适应比特功率分配算法需要对发射功率进行频繁的调整，这对发射机的具体实现提出了很高的要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，针对LDPC编码的MIMO-OFDM系统提供了一种实时、高性能、低复杂度的基于自适应符号载波分配的不等差错保护方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于自适应符号载波分配的不等差错保护方法，步骤如下：

(1)将外部输入的数据比特流经过串并变换后，每p个数据比特组成一个符号进行基于GF(2^p)的NB-LDPC码编码，产生长度为N的数据符号流，N为NB-LDPC码编码码字的长度；

(2)采用2^pQAM的调制方式进行星座映射，产生N个星座符号，所述的N个星座符号与步骤(1)中得到的NB-LDPC编码后的N个数据符号之间一一对应；

(3)对步骤(2)中得到的N个星座符号进行位置重排，位置重排后应满足当D_i≥D_j时A_i≥A_j成立，i，j＝1，2，…，N，且i≠j，D_i为进行星座映射前第i个数据符号所对应的NB-LDPC码校验矩阵第i列的度数，A_i为第i个子信道对应的信道衰落大小；

(4)将经过步骤(3)位置重排后的星座符号使用STBC编码后经OFDM调制，然后经由天线向接收端发射；