[发明专利]实现衰落信道中交织器降低存储空间和交织延时的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种移动通信技术领域的方法，具体是一种实现衰落信道中交织器降低存 储空间和交织延时的方法。

背景技术

在数字移动通信的传播环境中，由于移动台和基站之间的各种障碍物所产生的反射、绕射 和散射等现象，接收信号通常由多径信号成分组成。根据发送信号与信道变化快慢程度的比较， 当信道冲激响应在符号周期内变化很快时，这种信道称为快衰落信道。快衰落信道中，由于多 普勒扩展引起频率色散，从而导致了信号失真。在机载通信系统中，由于应用场景中存在低仰 角通信，以及移动节点间较高的相对移动速度，造成可以达到kHz级别的多频率频展，此时快 速衰落问题尤为突出。这种明显的多普勒快衰严重恶化接收机性能。

在衰落信道中，由于Rayleigh或Rician衰落等脉冲噪声造成突发错误，交织器可以对 付这种突发错误。实际使用中，在发送端纠错编码器后接数字交织单元，接收端解调后接去交 织，通过交织去交织电路的作用，将突发错误信道改造成了独立的随机错误信道，从而将突发 错误离散化，使得突发错误散布在纠错解码器纠错范围之内，提高了信道纠错能力。

交织技术根本的思想就是在时间上分离码元，将一个有记忆信道成功转变为无记忆信道， 从而使得纠随机错误的编码同样适用于噪声突发信道。常用的交织器有块交织器和卷积交织器 两类。

电平交叉率(LCR,level crossing rate)是指衰落包络归一化为本地rms信号电平后，沿 正向穿过某一指定电平(R)的速率。平均衰落时段(AFD,average fading duration)定义为接 收信号低于某指定电平(R)的平均时间段的值。信号平均衰落时段有助于确定衰落期间最可能 丢失的信号比特数。

目前现有的交织器技术主要配合编码一起使用，考虑对象为脉冲噪声信道，脉冲长度一般 取经验值，没有考虑具体的衰落信道特性。由于快衰落信道的多普勒频展比较严重，目前的交 织器技术存在不足以满足系统性能需求以及交织器延时过大的问题。

经对现有文献的检索发现，北京航天航空大学的李永会和张其善等人在“衰落信道中基于 多普勒频率测量的自适应交织器”（Li Yong-hui,Zhang Qi-shan,He Hui-xia.Adaptive  interleaver based on the measurement of Doppler shift in fading channel[C]//2001 IEEE  International Vehicle Electronics Conference(IVEC2001).Tottori,Japan:[s.n.], Sept.2001:233-236.）一文中提出的，在衰落信道中，利用测量得到的多普勒频率计算相干 时间，通过交织把相干时间内的比特通过块交织分散到相干时间之外，由于多普勒频率不同， 相干时间也不同，同时考虑系统延时和误码率（BER）性能最优化，用自适应选择的方法选择 交织器深度。这种方法提出了衰落信道下利用多普勒频率设计交织器，但较为复杂，需要自适 应过程。同时，该技术中的交织器为块交织器，且多普勒频率、突发错误长度和交织器深度这 三者之间没有准确的定量关系，因此没有达到交织延时的最优化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种实现衰落信道中交织器降低存储空 间和交织延时的方法。本发明根据衰落信道的电平交叉率和平均衰落时间得到突发差错长度， 确定交织器的类型和参数，实现了降低存储空间和交织延时，该方法用于快衰落信道中系统性 能提高更明显。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：

步骤1，提取衰落信道中的多普勒频率展宽范围，取该范围中最小的值f_d，同时提取Rician （瑞森）信道下的Rician功率因子K，并对f_d和K进行预处理，得到无LDPC（低密度奇偶校 验码）编码时的误码门限P_e和门限电平R。

所述的预处理，具体是：得到通信系统在多普勒频率f_d和Rician功率因子K下AWGN信 道和衰落信道中有LDPC编码和无LDPC编码的误码率BER性能曲线图，在该曲线图中找出衰落 信道中无LDPC编码时误码门限P_e，进而根据下面的公式得到无LDPC编码时的门限电平R；