[发明专利]比特交织联合信源信道编码调制的数据传输方法及系统

说明书

本发明公开了一种比特交织联合信源信道编码调制的数据传输方法及系统，方法包括：在发射端：获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵；基于所述信源码基础矩阵与待传输的信源数据，获得信息比特序列；基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得校验位；根据所述信息比特序列、校验位进行交织以及信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过AWGN信道进行传输；在接收端：接收由AWGN信道传输的信号；其中，所述信号根据所述调制信号生成；依次对所述信号进行解调、解交织以及联合信源信道译码，以恢复出信源数据。本发明引入信源编码并利用编码后的残留冗余信息，充分利用了系统资源，并且不需要额外的分布匹配器设计，降低了系统实现复杂度。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种比特交织联合信源信道编码调制的数据传输方法及系统。

背景技术

作为实现5G移动通信目标的关键技术之一，编码调制技术的研究具有重要的理论意义与应用意义。其中，比特交织编码调制(Bit-Interleaved Coded Modulation，BICM)技术已成为目前无线通信系统物理层的核心技术，被广泛应用于多种通信协议。

根据香农理论，在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)信道下，只有当传输信号满足高斯分布时，才能取得最大的信道容量。因此，当将调制信号调整为近似高斯分布时，可以取得一定的成型增益。基于这个理论，Georg等人在“Bandwidth Efficient and Rate-Matched Low-Density Parity-Check CodedModulation”[Communications,IEEE Transactions on，2015,63(12)：4651-4665]文章中所提出了一种BICM系统中的概率幅度成型(Probabilistic Amplitude Shaping，PAS)算法。由于该算法假设BICM系统的输入信息是经过理想信源编码后的等概无冗余信息，因此需要通过一个具有较大时延的分布匹配器将等概码字转换为不等概率的调制信号。但是，该算法并未考虑到，若信源编码器的输出码字本身存在冗余，那么这部分冗余信息将严重影响PAS算法处理后的传输信号概率分布，使得PAS算法失效。

发明内容

考虑到未来移动通信对于时延、成本、复杂度等资源的限制，无残留冗余的信源编码难以实现。因此，将信源编码未能完全消除信源冗余信息的情况考虑进来，不仅能够应对未来移动通信的苛刻要求，并且能够在不增加系统额外设计的前提下，仅利用信源编码后的残留冗余信息形成具有近似高斯分布的传输信号。

因此，本发明的目的在于提供一种比特交织联合信源信道编码调制的数据传输方法，其包括：

在发射端：

获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵；

基于所述信源码基础矩阵与待传输的信源数据，获得信息比特序列；

基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得校验位；

根据所述信息比特序列、校验位进行交织以及信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过AWGN信道进行传输；

在接收端：

接收由AWGN信道传输的信号；其中，所述信号根据所述调制信号生成；

依次对所述信号进行解调、解交织以及联合信源信道译码，以恢复出信源数据。

优选地，所述获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵，具体为：

获取信源数据以及给定的系统目标传输速率；

根据所述系统目标传输速率、目标函数以及调制信号的概率分布函数，获得调制信号的麦克斯韦-玻尔兹曼分布参数v与调制信号的缩放系数Δ；