[发明专利]自适应编码调制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，特别涉及一种自适应编码调制方法及装置。

背景技术

对于无线数字通信系统，无线信道在数据传输过程中常常具有时变衰落特性，即发射信号功率一定时，信道容量随时间变化。为了最大化系统吞吐量，人们提出了自适应编码调制（Adaptive Coding and Modulation,ACM）技术。

星座映射是将二进制比特组（m个比特），映射为一个K维实数向量表示的符号。所有可能的符号的集合称为星座图（Constellation），集合大小为M=2^m。二进制比特组到星座图中星座点的对应关系，一般称为星座映射方式（Labeling）。Labeling的选择对BICM-ID系统的设计至关重要，一个合适的Labeling，可以使系统获得逼近香农极限的性能。在BICM或BICM-ID系统中，编码器输出的编码比特首先经过比特交织，而后进行星座映射。传统的星座映射是顺序地将m个比特映射为星座图中的符号，但是高阶星座映射会引入不均等差错保护（Unequal Error Protection,UEP），即同一个星座符号中不同位置的比特在传输过程中经历不同的保护程度；同时信道编码也会造成比特保护程度的不均等，例如非规则低密度奇偶校验（Low-Density Parity-Check,LDPC）码中不同列重的变量节点。可以预见，具有不同保护程度的编码比特到具有不同保护程度的星座符号比特之间的映射方式对系统性能也有着至关重要的影响，研究表明通过合理设计比特交织，可以进一步提升编码调制的性能。这种不同保护程度的编码比特到具有不同保护程度的星座符号比特之间的映射方式的选择被称为解复用（Demux）技术。解复用技术可以视为星座映射方式的一种特殊优化技术。

比特交织（Bit-Interleaving）是近年来编码调制系统中主要采用的一种交织技术。比特交织编码调制（Bit-Interleaved Coded Modulation，BICM）在加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise，AWGN）信道下性能较网格编码调制（Trellis Coded Modulation，TCM）有所损失，但在衰落信道下有不俗的表现。在1998年由ten Brink和Li同时独立提出了一种BICM改进方案：接收端迭代解映射解码的BICM技术，即BICM-ID（BICM with Iterative Demapping and Decoding）。BICM-ID在保证衰落信道下分集阶数的同时，通过将解码输出的信息反馈给解映射作为解映射的先验信息，增大了先验信息条件下星座点之间的欧氏距离，从而在AWGN信道下获得了与网格编码调制TCM同样好的误码性能。

传统的自适应编码调制技术存在一定的缺陷，对于确定的星座图，星座映射方式是唯一的。例如：长期演进（Long Term Evolution,LTE）系统设计主要面向独立解映射的情况，星座映射方式是一种格雷映射，如果终端采用迭代解映射，增益较小。尤其对于采用BICM-ID技术的通信系统，信道编码方案一定的情况下，如果信道类型、解映射解码算法改变，解映射的EXIT曲线和解码的反EXIT曲线最佳匹配时，所对应的Labeling也会改变。在不同信道类型、解映射解码采用不同算法情况下，如果接收端仍然采用在单一接收条件下确定的星座映射（包括星座图和星座映射方式），则系统性能在某些接收条件下会有较大的损失。例如，在BICM-ID系统中，针对AWGN信道下搜索得到的使系统性能最优的Labeling，不能使系统在Rayleigh信道下性能最优，此时需要重新针对Rayleigh信道搜索Labeling。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何克服传统的自适应编码调制方法无法实现自适应星座映射方式和比特交织方式的不足，在不同接收条件及各种应用场景下优化通信系统的性能，提高自适应编码调制的灵活性和可靠性。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自适应编码调制方法，所述方法包括：

S1：通信系统发送端对待传输信息比特进行当前编码调制，获得星座符号，将所述星座符号通过信道发送至通信系统接收端；

S2：所述通信系统接收端结合所述信道的当前信道状态信息，按照所述当前编码调制方式，对接收到的所述星座符号进行当前解映射解码；