[发明专利]一种采用速率兼容调制RCM的系统

说明书

本发明公开了一种RCM编码矩阵的构造方法，包括构造准循环矩阵、矩阵消环以及权重分配三个步骤；本方法生成的RCM编码矩阵具有频谱效率高、编解码复杂度低、准循环结构特点，其频谱效率高于传统的AMC技术、且连续可调，级联LDPC码可以明显提高RCM的频谱效率，而且解码复杂度低，适用的信道变化范围广，发送端实现简单，具有较为广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于无线通信中的速率自适应传输技术领域，更具体地，涉及一种适用于盲速率自适应传输的速率兼容调制RCM(Rate Compatible Modulation， RCM)技术，设计RCM编码矩阵的构造方法。

技术背景

速率自适应传输技术根据当前信道的实时状态改变数据传输速率，从而使无线通信系统实现高效、可靠的信息传输。传统的AMC(Adaptive Modulation and Coding，AMC)技术依赖于实时准确的信道估计和反馈，且只能实现阶梯式速率调整。而盲速率自适应技术无需准确信道估计即可实现速率的平滑调整。盲速率自适应技术的基本原理是：发送端对信息序列进行无速率编码，不断生成并发送编码符号；接收端利用接收的符号尝试解码，如果解码失败，则在接收到更多的编码符号后继续解码，直到解码成功或者达到最大的编码符号数量为止。信道条件越好，接收端成功解码所需的符号数越少，传输效率越高；反之，传输效率越低。

速率兼容调制RCM是一种可用于盲速率自适应传输的编码调制技术， RCM利用编码矩阵对二进制信息序列进行编码，得到多值的编码符号。设二进制信息向量为x＝[x₀,x₁,…x_N-1]^T，编码符号向量为y＝[y₀,y₁,…y_M-1]^T，则RCM编码过程可表示为y＝Gx，其中，编码矩阵G是大小为M×N的稀疏矩阵，每行有且只有n(n＜＜N)个非0元素，从权重集w＝{w₁,w₂,…,w_n}中取值。

相对于其他盲速率自适应技术，速率兼容调制RCM具有频谱效率高，解码复杂度低，适用的信道变化范围广，发送端实现简单等特点，具有很大的应用潜力。构造具有更高频谱效率、结构化的、编解码复杂度更低的RCM编码矩阵，是RCM技术得到广泛应用所必须解决的关键技术之一。

发明内容

针对现有RCM编码矩阵频谱效率低、编解码复杂度较高等问题，本发明提出了一种频谱效率高的、具有准循环结构的RCM编码方法。

本发明提出的RCM编码方法，包括如下步骤：

(1)设二进制信息向量为x＝[x₀,x₁,…x_N-1]^T，编码符号向量为 y＝[y₀,y₁,…y_M-1]^T，则RCM编码过程表示为y＝Gx，编码矩阵G是大小为M×N的稀疏矩阵；通过后续方法构造矩阵G；

(2)构造准循环矩阵

构造一个大小为m×n的全1基矩阵G'；然后将基矩阵G'中的每一个1扩张成一个单位子矩阵H，得到具有准循环结构的矩阵G；该矩阵的最小环长为 4；

(3)矩阵消环

矩阵环长过短会降低矩阵的性能，故通过消环算法来增大矩阵G的最小环长，从而提升矩阵的性能；

采用消环函数，为矩阵G中每个单位子矩阵H(i,j)计算一个移位值p_ij，移位指该子矩阵内部元素移位；所述H(i,j)代表基矩阵G'中的第i行第j列元素所对应的单位子矩阵；