[发明专利]一种云接入网上行无速率码度数分布优化方法

权利要求书

1.一种云接入网上行无速率码度数分布优化方法,首先根据网络信道状态优化用户处无速率编码所采用的度数分布，然后系统开始传输：用户将原始信息根据度数分布进行无速率编码，码字经调制后发送到覆盖该用户的各个射频拉远头；射频拉远头先对收到的信号进行预处理变为基带信号，接着对信号进行量化发送；基带处理单元池收到各射频拉远头通过高速链路发送来的量化信号，将信号在一张统一的译码图上利用置信传播算法进行联合译码,对无速率码输出度数分布优化包括以下步骤：

3.1)LT输入节点将LLR消息传递给LDPC码图校验节点，其携带的外信息为：

式中是第l-1次迭代LT输出节点传给输入节点的平均外信息，α_i为LT译码图中度数为i的输入节点比例，d_v为LT译码图中输入节点的最大度数，J为满足对称高斯分布的消息携带的外信息函数，J^-1为J的反函数,LDPC校验节点传回LT输入节点的外信息为：

式中ξ_i为LDPC码图中度数为i的变量节点比例，为LDPC码图中与度数j校验节点相连的边的比例，d′_v为LDPC译码图中变量节点最大度数，d′_c为LDPC译码图中校验节点最大度数，LT输入节点将消息传给输出节点的外信息为：

式中为与度数i输入节点相连的边的比例，d_v为输入节点的最大度数,最后，LT输出节点传回LT输入节点的外信息为：

式中f₀(γ)＝J(2γ)表示信噪比为γ的二元输入高斯信道的输出所携带的信息量,将式(12)，(13)代入(14)得到每轮迭代的更新为：

式中为LT译码图的输入节点平均度数，{ω_j}为LT输出节点的边的度数分布的系数；

3.2)度数分布优化问题列出如式(15)所示：

式中ω_j表示译码图中边的度数为j占所有边的比例，ω₁表示译码图中边的度数为1占所有边的比例，ε为大于零的一个小量，为正确译码的外信息最小门限，优化问题(15)由任一线性规划解法求解得到边的度数分布ω(x)；

3.3)通过公式换算得到最优无速率码度数分布Ω(x)，其中Ω′(x)为度数分布Ω(x)的导函数，Ω′(1)为Ω(x)在x取1时的值。

2.根据权利要求1所述的云接入网上行无速率码度数分布优化方法，其特征在于传输方法具体包括如下步骤：

2.1)用户将原始信息m依次经过LDPC编码器和LT编码器两个无速率码编码器，源源不断地生成无速率码c₁,c₂,……,c_N；

2.2)将无速率码比特0和1根据实际调制方式分映射为发送符号x₁,x₂,……,x_N，通过天线发送到覆盖该用户的各个射频拉远头；

2.3)射频拉远头的预处理器对收到的信号预处理得到基带信号：y＝hx+n，其中h表示信源到RRH之间链路的信道增益系数，n表示RRH处接收噪声，接着射频拉远头的量化器对信号进行量化，量化电平数满足2M＝2^b，其中b为量化比特，量化间隔为Δ，量化门限为量化后的信号为量化规则如下：

上式中q_-M，q_k，q_M指量化信号的实际量化电平值；

2.4)射频拉远头将步骤2.3)得到的量化信号通过高速链路发送给基带处理单元池；

2.5)基带处理单元池的软解调器输出第i比特的对数似然比(LLR)为：其中为量化符号由码字c为0转移的概率，为量化符号由码字c为1转移的概率；

2.6)基带处理单元池联合译码器迭代译码，第0轮迭代译码，译码图中输入节点i的初始LLR为输出节点的初始LLR为L(i)；

第l轮迭代，输入节点i传向校验节点c的消息更新为：

式中ic表示译码图中与输入节点i相连的校验节点c，o表示与该输入节点i相连的输出节点的集合，oi表示与输出节点o相连的输入节点i,校验节点c传回输入节点i的消息更新为：

式中ci表示译码图中与校验节点c相连输入节点i，i'≠i表示除去输入节点i之外的输入节点，i′c表示除去输入节点i外与校验节点c相连的输入节点,输入节点i传向输出节点o的消息更新为：

式中io表示译码图中与输入节点i相连的输出节点o，o′≠o表示除o以外的输出节点，o′i表示除去输出节点o外与输入节点i相连的输出节点，c表示与该输入节点i相连的校验节点的集合,输出节点o传回输入节点i的消息更新为：

上式中是第l轮迭代中输出节点o向输入节点i发送的消息；是第l轮迭代中输入节点i向输出节点o发送的消息；z_o是输出节点根据对应码字比特量化值计算得到的LLR,当前轮输入节点i的LLR为：

当该轮输入节点的LLR均值超过门限x_p，再单独在LDPC码图上进行迭代译码,

LDPC子图第0轮迭代译码，变量节点v传向校验节点c的消息更新为：

式中vc表示与变量节点v相连的校验节点c，m_v为前面最后一轮迭代时输入节点的LLR,第l轮迭代，变量节点v传向校验节点c的消息更新为：

式中c′∈C_v\{c}表示除校验节点c以外的与变量节点v相连的校验节点集合，c′v表示除去校验节点c外与变量节点v相连的校验节点，代表在上一轮由校验节点c′传向该变量节点v的消息,从校验节点c传向变量节点v的消息更新为：

式中v′∈v_c\{v}表示除变量节点v以外的与校验节点c相连的变量节点集合，v′c示除去变量节点v外与校验节点c相连的变量节点，代表在第l轮由变量节点v′传向该校验节点c的消息,

判决比特s的对数似然比信息若LLR(s)＞0则信息比特s判为0，否则判为1，根据判决输出结果，若译码不正确则继续迭代，若译码正确或达到最大迭代次数t就结束译码。