自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法及装置，属于无线通信技术领域。所述方法为：发射机针对不同信道带宽和不同调制编码方案之间的组合值，采用不同最优交织深度对发送数据进行符号交织处理；接收机通过获取物理层信令字段的带宽和调制编码方案信息并选取最优交织深度对接收的数据进行解交织处理，恢复交织前的数据。本发明专利技术还提供了一种采用上述方法的交织和解交织装置，实现自适应于调制编码方案的符号交织和解交织功能。与现有技术相比，本发明专利技术在没有引入额外的信令通信业务量的条件下可明显地改善无线通信系统的误包率性能。

【技术实现步骤摘要】
自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法及装置
本专利技术涉及一种自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法及装置，属于无线通信系统

技术介绍
为了抵抗信道衰落造成的突发性错误，提升发射信号鲁棒性，通信系统需要一系列提升通信系统性能的发送与接收处理，例如发送机对发送数据流进行交织处理和接收机对接收数据流进行解交织处理，即离散化突发错误块，进而充分发挥前向纠错译码纠正离散性错误的能力，实现提升通信系统性能的目的。无线局域网标准IEEE802.11n和IEEE802.11ac均采用多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)技术进一步提升无线局域网的传输速率，即实现空间复用。虽然这两个标准采用针对不同带宽使用不同的交织深度进行符号交织与解交织来实现提升抗突发错误能力，但是同一带宽内的所有调制编码方案均使用相同的交织深度。通常，对不同的调制编码方案采用同一交织深度并不能实现最优的无线通信系统性能，其主要原因包括：1)不同的调制编码方案，其信道衰落状况及突发错误情形不同；2)不同的调制编码方案，一个正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)符号所包含的低密度奇偶校验(LowDensityParityCheck，LDPC)的码字数目也不同；3)LDPC码对不同的编码码率具有不同的纠错能力。一方面，相比于低阶调制，高阶调制下的一个OFDM符号所包括LDPC码字数比较多，基于此发现，基于带宽的最优交织深度方法为了把突发性错误尽可能地离散到最多的LDPC码字上，其主要考虑高阶调制的无线通信系统性能，造成低阶调制的无线通信系统性能损失。另一方面，不同码率的LDPC具有不同的纠错能力以及交织方法也需要不同的最优交织深度，这样，基于带宽的交织方法无法最大限度的发挥LDPC码的纠错能力。另外，现有无线局域网通信系统的信令字段均包含调制编码方案及带宽信息。基于上述发现，本专利技术提出了一种自适应于调制编码方案的符号交织方法和装置以及相应的解交织方法和装置。本专利技术在充分利用现有信令字段所提供的基本信令信息(即不增加任何额外信令通信业务)条件下专利技术一种进一步提升无线通信系统性能的符号交织方法和装置。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术旨在利用无线通信系统的物理层信令(SIG)字段的基本信息及不增加额外通信业务信息的前提下，发送端和接收端分别设计自适应于不同带宽和调制编码方案的符号交织和解交织方法，解决了传统的符号交织和解交织方法存在的以下问题：现有符号交织实现装置对于每一种带宽下的所有调制编码方案均采用相同的交织深度，然而，这种交织方法不能最大限度地实现所有调制编码方案的最优性能。本专利技术还提供了实现自适应于调制编码方案的交织和解交织装置。技术方案：本专利技术提供了一种自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法，发送端针对不同带宽和不同调制编码方案之间的组合值采用不同最优交织深度对发送数据进行符号交织处理；接收端获取到与发送端相同的最优交织深度对接收到的数据进行解交织处理，方法具体包括以下步骤：步骤1：在符号交织模块，根据带宽和调制编码方案，发送端从不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的交织深度对照表中读取所对应的最优交织深度，对发送数据以每个OFDM符号所包含的星座调制符号为交织基本数据块，将交织基本数据块按行写入方式排成一个DTM行列矩阵，再按列读出完成交织处理，其中DTM表示最优交织深度，NSD表示每个OFDM符号所包含的星座调制符号数；步骤2：根据媒体访问控制层(MediumAccessControl，MAC)传递来的信息(包括带宽、调制编码方案等信息)，发送端在物理层帧的SIG字段中配置与交织相关的子字段，主要包括用于数据发送的信道带宽的带宽(BW)子字段、调制编码方案(MCS)子字段(IEEE802.11ac协议包括单用户发送及多用户发送，因此协议的信令配置包含单用户MCS配置和多用户MCS配置)。单用户发送时，将指示BW和SUMCS的子字段写入用户的SIG-A字段；多用户发送时，将指示各用户MCS的MUMCS写入各用户的SIG-B字段；步骤3：接收端通过接收并解析SIG字段(即：BW子字段、MCS子字段)来获得相应的带宽和调制编码方案信息。在IEEE802.11ac协议中，从SIG-A字段的BW子字段获取用户的带宽信息，单用户发送时，从SIG-A字段的SUMCS子字段获取用户的调制编码方案信息；多用户发送时，从SIG-B字段的MUMCS子字段获取各用户的调制编码方案信息；步骤4：在解交织模块，根据解析SIG字段得到的带宽和调制编码方案，接收端从不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的交织深度对照表中读取相对应的最优交织深度，对接收到的数据以每个OFDM符号所包含的星座调制符号为交织基本数据块，将交织基本数据块按列写入方式排成一个DTM行列矩阵，再按行读出完成解交织处理，恢复出用户交织前的数据。本专利技术还提供了一种采用以上方法的自适应于调制编码方案的符号交织及解交织装置，发送端包括用于对用户数据进行符号交织处理的符号交织器，以及用于将包括带宽和调制编码方案的信息配置到物理层帧信息字段(带宽为BW子字段，调制编码方案为MCS子字段)的物理层帧配置模块；接收端包括用于对接收到的数据进行符号解交织处理的符号解交织器，以及用于从物理层帧信息字段中解析出包括带宽和调制编码方案的信息的物理层帧解析模块；发送端还包括发送端交织深度选择模块，接收端还包括接收端交织深度选择模块。所述发送端交织深度选择模块用于根据带宽和调制编码方案从不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的交织深度对照表中获取对应的最优交织深度，并将最优交织深度传入符号交织器，符号交织器根据最优交织深度对用户数据进行符号交织处理；所述接收端交织深度选择模块用于根据物理层帧解析模块解析得到的带宽和调制编码方案从不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的交织深度对照表中获取对应的最优交织深度，并将最优交织深度传入符号解交织器，符号解交织器根据最优交织深度对接收到的数据进行符号解交织处理。有益效果：本专利技术提供的自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法，解决了传统的符号交织和解交织方法无法按照调制编码方案的最优交织深度进行交织的问题，最大限度的发挥了交织所带来的性能增益。与基于带宽的固定符号交织方法相比，本专利技术提供的方法具有较强的自适应性。本专利技术所有的信息均是利用现有SIG字段所能提供的信息，不会增加额外的系统传输开销。仿真结果表明，相比于传统的方法，本专利技术所专利技术的符号交织和解交织方法及装置能够明显改善通信系统的性能，特别是在调制编码方案较少的情况下，其带来的误包率性能增益比传统方法可以高1dB。附图说明图1为自适应于调制编码方案的符号交织和解交织实现流程图；图2为本专利技术实施例中发射机的符号交织模块流程图；图3为本专利技术实施例中的物理层SIG字段相关子字段；图4为本专利技术实施例中接收机的符号解交织模块流程图；图5为本专利技术实施例中采用的符号交织方法同基于带宽的符号交织方法的性能对比图，1080MHz带宽，两个空间流，16QAM(QuadratureAmplitudeModula本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法，其特征在于，发送端针对不同带宽和不同调制编码方案之间的组合值采用不同最优交织深度对发送数据进行符号交织处理；接收端获取到与发送端相同的最优交织深度对接收到的数据进行解交织处理，所述方法的具体步骤为：1)发送端根据带宽和调制编码方案从不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的最优交织深度对照表中读取最优交织深度，采用最优交织深度对发送的数据进行符号交织处理；2)发送端将带宽和调制编码方案的信息配置在物理层帧的信令字段中；3)接收端从物理层帧的信令字段中解析出带宽和调制编码方案的信息；4)接收端根据步骤3)中得到的带宽和调制编码方案从不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的最优交织深度对照表中读取最优交织深度，采用最优交织深度对接收到的数据进行解交织处理。

【技术特征摘要】
1.一种自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法，其特征在于，发送端针对不同带宽和不同调制编码方案之间的组合值采用不同最优交织深度对发送数据进行符号交织处理；接收端获取到与发送端相同的最优交织深度对接收到的数据进行解交织处理，所述方法的具体步骤为：1)发送端根据带宽和调制编码方案从不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的最优交织深度对照表中读取最优交织深度，采用最优交织深度对发送的数据进行符号交织处理；2)发送端将带宽和调制编码方案的信息配置在物理层帧的信令字段中；3)接收端从物理层帧的信令字段中解析出带宽和调制编码方案的信息；4)接收端根据步骤3)中得到的带宽和调制编码方案从不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的最优交织深度对照表中读取最优交织深度，采用最优交织深度对接收到的数据进行解交织处理。2.如权利要求1所述的自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法，其特征在于，所述不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的最优交织深度对照表中的不同带宽包括540MHz的带宽和1080MHz的带宽，不同调制编码方案包括BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM。3.如权利要求2所述的自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法，其特征在于，所述不同带宽和不同调制编码方案的组合值所生成的最优交织深度对照表的内容包括：带宽为540MHz时，调制编码方案为BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM，码率为1/2对应的最优交织深度分别为2、4、6、8和12；带宽为1080MHz时，调制编码方案为BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和256QAM，码率为1/2对应的最优交织深度分别为4、6、12、14和21。4.如权利要求1所述的自适应于调制编码方案的符号交织和解交织方法，其特征在于，所述采用最优交织深度对发送的数据进行符号交织处理的方法为：以每个OFDM符号所包含的星座调制符号为交织基本数据块，将交织基本数据块按行写入方式排成一个DTM行列矩阵，再按列读出完成交织处理，其中DTM表示最优交织深度，NSD表示每个OFDM符号所包含的星座调制符号数；所述采用最优交织深度对接收到的数据进行解交织处理的方法为：以每个OFDM符号所包含的星座调制符...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世文，王海明，黄永明，李长庚，闫文，张军，
申请(专利权)人：江苏中兴微通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32