一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法技术

一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法，本发明专利技术涉及基于LDPC码的MIMO传输分集方法。本发明专利技术的目的是为了解决现有技术没有考虑到LDPC码本身的分集特性，导致误码率高以及没有考虑到信息位和校验位之间的对应关系的问题。具体过程为：一、利用不同时隙进行时间分集；基站发送信息；终端接收两个时隙的信号；计算信息位和校验位的初始LLR；获得修正后的LLR得到译码后的信息位；二、利用空间自由度进行空间分集；基站发射信息；终端两个天线接收到信号；计算信息位和校验位的初始LLR；获得修正后的LLR得到译码后的信息位。本发明专利技术用于无线通信领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法
本专利技术涉及基于LDPC码的MIMO传输分集方法。
技术介绍
目前关于MIMO与LDPC相结合的研究，大部分都是将LDPC码直接应用到MIMO系统中，采用联合迭代译码算法来进行信号检测。但是仍然存在两方面问题，其一这类方法没有考虑到LDPC码本身的分集特性，导致误码率高；其二是接收端对LDPC码直接进行译码，没有考虑到信息位和校验位之间的对应关系。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术没有考虑到LDPC码本身的分集特性，导致误码率高以及没有考虑到信息位和校验位之间的对应关系的问题，而提出一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法。一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法具体过程为：步骤一、利用不同时隙进行时间分集：步骤一一、基站发射端第一个时隙发送系统LDPC码的信息位u＝(u0,u1,…,uk-1)，第二个时隙发送与u对应的系统LDPC码的校验位b＝(b0,b1,…,bk-1)，将u和b经过BPSK调制得到信号s(1)和s(2)；u0为基站发射端第一个时隙发送的第0个系统LDPC码的信息位，u1为基站发射端第一个时隙发送的第1个系统LDPC码的信息位，uk-1为基站发射端第一个时隙发送的第k-1个系统LDPC码的信息位，b0为基站发射端第二个时隙发送的第0个系统LDPC码的校验位，b1为基站发射端第二个时隙发送的第1个系统LDPC码的校验位，bk-1为基站发射端第二个时隙发送的第k-1个系统LDPC码的校验位；k为信息位的长度，取值为8的倍数的正整数；步骤一二、终端接收两个时隙的信号和步骤一三、根据步骤一二得到的和计算系统LDPC码的信息位的初始LLR和校验位的初始LLR，分别得到LLR为对数似然比；步骤一四、使用基于信号处理和信息传递的软译码算法对步骤一三得到的和进行修正，获得修正后的系统LDPC码的LLR；步骤一五、将步骤一四获得的修正后的系统LDPC码的LLR转化为满足RC约束条件非系统LDPC码的LLR；步骤一六、根据步骤一五得到的非系统LDPC码的LLR，用SPA对非系统LDPC码进行译码，得到译码后的信息位；SPA为和积译码算法；步骤二、利用空间自由度进行空间分集：步骤二一、基站发射端第一个天线发送系统LDPC码的信息位u＝(u0,u1,…,uk-1)，第二个天线发送与u对应的系统LDPC码的校验位b＝(b0,b1,…,bk-1)，将u和b经过BPSK调制得到信号s(1)和s(2)；u0为基站发射端第一个天线发送的第0个系统LDPC码的信息位，u1为基站发射端第一个天线发送的第1个系统LDPC码的信息位，uk-1为基站发射端第一个天线发送的第k-1个系统LDPC码的信息位，b0为基站发射端第二个天线发送的第0个系统LDPC码的校验位，b1为基站发射端第二个天线发送的第1个系统LDPC码的校验位，bk-1为基站发射端第二个天线发送的第k-1个系统LDPC码的校验位；k为信息位的长度，取值为8的倍数的正整数；步骤二二、终端两个天线接收到信号和步骤二三、根据步骤二二得到的和计算系统LDPC码的信息位的初始LLR和校验位的初始LLR，分别得到和步骤二四、使用基于信号处理和信息传递的软译码算法对步骤二三得到的和进行修正，获得修正后的系统LDPC码的LLR；步骤二五、将步骤二四获得的修正后的系统LDPC码的LLR转化为满足RC约束条件非系统LDPC码的LLR；步骤二六、根据步骤二五得到的非系统LDPC码的LLR，用SPA对非系统LDPC码进行译码，得到译码后的信息位。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的传输方案将LDPC码的分集特性与MIMO相结合，并且考虑LDPC码信息位与校验位的对应关系，提出一种基于信号处理和信息传递的软译码算法，考虑到LDPC码本身的分集特性，在不改变传输效率的前提下，达到降低误码率的目的；解决了现有技术没有考虑到LDPC码本身的分集特性，导致误码率高以及没有考虑到信息位和校验位之间的对应关系的问题。如图5所示，当信噪比为2时，现有时间分集方法误码率为0.05，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在修正LLR条件下的误码率为0.18，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在未修正LLR条件下的误码率为0.182；当信噪比为8时，现有时间分集方法误码率为0.005，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在修正LLR条件下的误码率为0.004，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在未修正LLR条件下的误码率为0.0045；当信噪比为14时，现有时间分集方法误码率为0.0005，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在修正LLR条件下的误码率为0.00045，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在未修正LLR条件下的误码率为0.00047；如图6所示，当信噪比为2时，现有时间分集方法误码率为0.008，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在修正LLR条件下的误码率为0.012，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在未修正LLR条件下的误码率为0.014；当信噪比为8时，现有时间分集方法误码率为0.0008，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在修正LLR条件下的误码率为0.0002，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在未修正LLR条件下的误码率为0.0005；当信噪比为10时，现有时间分集方法误码率为0.0002，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在修正LLR条件下的误码率为0.00002，本专利技术基于LDPC码的时间分集方法在未修正LLR条件下的误码率为0.00005；根据图5和图6得出随着信噪比的增加，本专利技术的误码率逐渐小于现有时间分集方法误码率，达到降低误码率的目的。附图说明图1为本专利技术基于LDPC码的时间分集原理框图，为译码后的信息位，Antenna为天线；图2为本专利技术基于LDPC码的空间分集原理框图，为译码后的信息位；图3为信息位和校验位关系示意图；图4为本专利技术流程图；图5为本专利技术基于LDPC码的时间分集误码率与现有时间分集方法性能对比图；图6为本专利技术基于LDPC码的空间分集误码率与现有时间分集方法性能对比图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，本实施方式的一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法具体过程为：LDPC为低密度奇偶校验码，MIMO(多输入,多输出)是一种用于无线通信的天线技术,在这种技术中,多路天线同时用于源(发射器)和目的地(接收器)。步骤一、利用不同时隙进行时间分集：步骤一一、基站发射端第一个时隙发送系统LDPC码的信息位u＝(u0,u1,…,uk-1)，第二个时隙发送与u对应的系统LDPC码的校验位b＝(b0,b1,…,bk-1)，将u和b经过BPSK调制得到信号s(1)和s(2)；u0为基站发射端第一个时隙发送的第0个系统LDPC码的信息位，u1为基站发射端第一个时隙发送的第1个系统LDPC码的信息位，uk-1为基站发射端第一个时隙发送的第k-1个系统LDPC码的信息位，b0为基站发射端第二个时隙发送的第0个系统LDPC码的校验位，b1为基站发射端第二个时隙发送的第1个系统LDPC码的校验位，bk-1为基站发射端第二个时隙发送的第k-1个系统LDPC码的校验位；k为信息位的长度，取值为8的倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一、利用不同时隙进行时间分集：步骤一一、基站发射端第一个时隙发送系统LDPC码的信息位u＝(u0,u1,…,uk‑1)，第二个时隙发送与u对应的系统LDPC码的校验位b＝(b0,b1,…,bk‑1)，将u和b经过BPSK调制得到信号s

【技术特征摘要】
1.一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一、利用不同时隙进行时间分集：步骤一一、基站发射端第一个时隙发送系统LDPC码的信息位u＝(u0,u1,…,uk-1)，第二个时隙发送与u对应的系统LDPC码的校验位b＝(b0,b1,…,bk-1)，将u和b经过BPSK调制得到信号s(1)和s(2)；u0为基站发射端第一个时隙发送的第0个系统LDPC码的信息位，u1为基站发射端第一个时隙发送的第1个系统LDPC码的信息位，uk-1为基站发射端第一个时隙发送的第k-1个系统LDPC码的信息位，b0为基站发射端第二个时隙发送的第0个系统LDPC码的校验位，b1为基站发射端第二个时隙发送的第1个系统LDPC码的校验位，bk-1为基站发射端第二个时隙发送的第k-1个系统LDPC码的校验位；k为信息位的长度，取值为8的倍数的正整数；步骤一二、终端接收两个时隙信号和步骤一三、根据步骤一二得到的和计算系统LDPC码的信息位的初始LLR和校验位的初始LLR，分别得到LLR为对数似然比；步骤一四、使用基于信号处理和信息传递的软译码算法对步骤一三得到的和进行修正，获得修正后的系统LDPC码的LLR；步骤一五、将步骤一四获得的修正后的系统LDPC码的LLR转化为满足RC约束条件非系统LDPC码的LLR；步骤一六、根据步骤一五得到的非系统LDPC码的LLR，用SPA对非系统LDPC码进行译码，得到译码后的信息位；SPA为和积译码算法；步骤二、利用空间自由度进行空间分集：步骤二一、基站发射端第一个天线发送系统LDPC码的信息位u＝(u0,u1,…,uk-1)，第二个天线发送与u对应的系统LDPC码的校验位b＝(b0,b1,…,bk-1)，将u和b经过BPSK调制得到信号s(1)和s(2)；u0为基站发射端第一个天线发送的第0个系统LDPC码的信息位，u1为基站发射端第一个天线发送的第1个系统LDPC码的信息位，uk-1为基站发射端第一个天线发送的第k-1个系统LDPC码的信息位，b0为基站发射端第二个天线发送的第0个系统LDPC码的校验位，b1为基站发射端第二个天线发送的第1个系统LDPC码的校验位，bk-1为基站发射端第二个天线发送的第k-1个系统LDPC码的校验位；k为信息位的长度，取值为8的倍数的正整数；步骤二二、终端两个天线接收到信号和步骤二三、根据步骤二二得到的和计算系统LDPC码的信息位的初始LLR和校验位的初始LLR，分别得到和步骤二四、使用基于信号处理和信息传递的软译码算法对步骤二三得到的和进行修正，获得修正后的系统LDPC码的LLR；步骤二五、将步骤二四获得的修正后的系统LDPC码的LLR转化为满足RC约束条件非系统LDPC码的LLR；步骤二六、根据步骤二五得到的非系统LDPC码的LLR，用SPA对非系统LDPC码进行译码，得到译码后的信息位。2.根据权利要求1所述一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法，其特征在于：所述步骤一二中终端接收两个时隙信号和公式为：其中是第l个时隙信息位或校验位的信道状态信息向量，是第l个时隙信息位或校验位的噪声向量，服从均值为零方差为N0/2的高斯分布；l＝1,2；为第l个时隙第0个信息位或校验位的信道衰落系数，为第l个时隙第1个信息位或校验位的信道衰落系数，为第l个时隙第k-1个信息位或校验位的信道衰落系数，为第l个时隙第0个信息位或校验位的均值为零方差为N0/2的加性高斯白噪声，为第l个时隙第1个信息位或校验位的均值为零方差为N0/2的加性高斯白噪声，为第l个时隙第k-1个信息位或校验位的均值为零方差为N0/2的加性高斯白噪声；为终端接收到的信息位的信号，为终端接收到的校验位的信号。3.根据权利要求2所述一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法，其特征在于：所述步骤一三中根据步骤一二得到的和计算系统LDPC码的信息位的初始LLR和校验位的初始LLR，分别得到具体过程为：其中，0≤j≤k-1；LLR为对数似然比，为第1个时隙第j个系统LDPC码的信息位的信道衰落系数，为终端接收到的第j个系统LDPC码的信息位的信号，为第2个时隙第j个系统LDPC码的校验位的信道衰落系数，为终端接收到的第j个系统LDPC码的校验位的信号，为第j个系统LDPC码的信息位的LLR，为第j个系统LDPC码的校验位的LLR。4.根据权利要求3所述一种基于LDPC码的MIMO传输分集方法，其特征在于：所述步骤一四中使用基于信号处理和信息传递的软译码算法对步骤一三得到的和进行修正，获得修正后的系统LDPC码的LLR；具体过程为：当|h(1)|2＞＞|h(2)|2，使用信息位的LLR对校验位的LLR进行修正，信息位传递到校验位的为：表示第i个信息位传递到第j个校验位的LLR，0≤i≤k-1；为第i′个信息位的LLR；N(j)为与第j个校验位相连的所有信息位；根据最大比合并准则，校验位的LLR修正为：i∈N(j)为与第j个校验位相连的所有信息位；C1和C2具体计算如下式所示：其中，C1、C2为合并系数；当|h(1)|2＜＜|h(2)|2，使用校验位的LLR对信息位的LLR进行修正，信息位传递到校验位的为：其中，表示第j个校验位传递到第i个信息位的LLR，0≤i≤k-1，为第j′个校验位的LLR；N(i)与第i个信息位相连的所有校验位；根据最大比合并准则，校验位的LLR修正为：其中j∈N(i)为与第i个校验位相连的所有信息位；当|h(1)|2≈|h(2)|2时，令式中的C1＝C2＝0.5。5.根据权利要求4所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：于启月，曹凤凤，蔺泓如，何东杰，周永康，孟维晓，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23