[发明专利]降低随机映射码峰均比的非线性变换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信的物理层调制方法，尤其是涉及一种以接收端进行链路自适应为目的降低随机映射码峰均比的非线性变换方法。

背景技术

在现代无线通信中，由于信道条件随时间动态变化，链路自适应技术对无线通信性能起到非常重要的作用。链路自适应技术分为发送端实现和接收端实现两种。在接收端实现的链路自适应技术称为传统链路自适应技术，发送端根据时变信道条件自适应地调整调制、信道编码、功率和其它协议参数。传统的链路自适应技术主要有AMC技术和HARQ技术。接收端实现链路自适应的技术，发送端增量地发送数据符号，直到接收端反馈ACK信号或者达到最大数据符号数；接收端根据信道条件自适应地，利用所有接收到的数据符号进行译码。

随机映射码是一种新型的在接收端实现的链路自适应技术，相对于传统的链路自适应技术，具有高的连续的频谱效率，克服了传统链路自适应的缺陷。基于随机映射码的接收端实现链路自适应技术方案如图1所示。发送端在给定大小为N×N的随机映射矩阵G的条件下，首先按式u＝G·b，对一组二进制比特串b＝{b_i,i＝1,2,…,N}进行编码，得到u；经过AWGN信道后，得到信号的有噪副本最后采用置信传播(BP)算法框架进行译码。但是，随机映射码存在峰均比高的问题，不利于在可见光通信通信等实际系统中的应用。

发明内容

本发明的目的就是提供一种性能损失小，能有效降低随机映射码峰均比的非线性变换方法。

本发明的降低随机映射码峰均比的非线性变换方法，包括以下步骤(如图2所示)：

1、随机映射码编码，给定二进制列向量b＝{b_i,i＝1,2,…,N}和随机映射矩阵G，用公式u＝G·b进行编码，得到u；

2、非线性正变换，以u为输入，经过非线性正变换之后，得到信号x；

3、调制与解调；

4、非线性逆变换，以接收到的增加了高斯白噪声的信号y为输入，经过线性逆变换后得到

5、计算噪声方差，获得

6、译码，以和为输入，经过译码后得到

所述非线性正变换，以u为输入，对其每一个元素u_i进行操作，具体如下：

1、计算非线性缩放系数，c_i＝exp(-|u_i|/k)，其中k为给定参数，比如k＝100；

2、非线性正变换，x_i＝u_ic_i；

3、最后，将x＝{x₁,x₂,…,x_i,…}输入到调制模块。

所述调制与解调，针对不同的通信系统采用不同的调制方式，主要有以下两种调制方式：

1、针对可见光通信采用实数调制，发送端发送x＝{x₁,x₂,…,x_i,…,x_N}；接收端收到y，直接作为软解调结果；

2、针对无线电通信采用复数调制，将相邻两个符号组合成一个复符号，即s_k＝x_2k-1+j.x_2k(k＝1,…,N/2)，发送复符号向量s＝{s₁,s₂,…,s_i,…,x_N/2}；在接收端，假设接收到则分别提取的实部和虚部，即其中，real(·)和imag(·)分别为提取复数实部和虚部的函数，reshape(·)为矩阵变为列向量函数。

所述非线性逆变换，假设接收端收到带噪的信号y＝x+n，其中n是加型高斯噪声，以y为输入，对其每一个元素y_i进行如下操作：

1、计算均值，