两用户上行传输的无速率编码方法和无速率码译码方法技术

本申请涉及一种两用户上行传输的无速率编码的度数分布优化方法、两用户上行传输的无速率编码方法、两用户上行传输的无速率码译码方法、两用户上行传输方法、两用户上行传输的无速率编码装置、两用户上行传输的无速率码译码装置。其中该优化方法包括：根据信道状态的统计信息和两用户的译码过程的外信息传递分析，确定按照预设平均码长进行Raptor编码时，以最小化信噪比为目标，优化两用户的无速率编码的度数分布系数的最优化问题；求解最优化问题，确定最优化的两用户的无速率编码的度数分布。通过本申请，解决了相关技术中无速率码的度数优化需要获知全局网络信道状态信息而导致的系统信令开销大的问题。

Rate free coding method and rate free coding method for two user uplink transmission

【技术实现步骤摘要】
两用户上行传输的无速率编码方法和无速率码译码方法
本申请涉及通信领域，特别是涉及一种两用户上行传输的无速率编码的度数分布优化方法、两用户上行传输的无速率编码方法、两用户上行传输的无速率码译码方法、两用户上行传输方法、两用户上行传输的无速率编码装置、两用户上行传输的无速率码译码装置。
技术介绍
分布式多天线系统(DistributedAntennaSystems，简称为DAS)是一种能为一定区域提供无线覆盖的系统，能够有效解决室内无线通信覆盖盲区的问题。分布式多天线系统中的天线分散在小区不同的地理位置，可以有效改善小区边缘的覆盖状况。并且，由于用户终端到分布式多天线系统的各个射频拉远头(RemoteRadioHead，简称为RRH)天线的空间接入距离减小了，可以有效降低系统发送功率，提高系统性能。然而，与传统的蜂窝网络相比，分布式多天线系统的网络状态和信道状态更加复杂和可变。噪声、干扰与信道衰落对电磁波信号的质量和传输可靠性有很大的影响，严重的噪声、干扰与信道衰落甚至可能导致通信过程的中断。为了对抗无线信道这些不稳定因素以保证信息的可靠传输，实际传输过程中往往采用差错控制技术对要发送的消息进行保护。其中，信道编码即是一种有效的差错控制技术。传统的固定速率的信道编码需要获取用户信道信息，并且当解码失败时使用混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeatreQuest，简称为HARQ)，这将增加数字前向链路的开销。而采用无速率码进行信道编码，仅需要接收器反馈确认字符(Acknowledgecharacter，简称为ACK)信号以指示成功解码，能够有效减少信令开销。无速率码的研究主要包括度分布设计、译码方法设计等，其中度分布函数与无速率码的性能直接相关，决定着译码成功率、译码开销和译码复杂度等，设计无速率码关键在于构造合适的度分布函数。而传统度分布函数优化方法针对加性高斯白噪声(AdditiveWhiteGaussianNoise，简称为AWGN)信道，需要网络中心节点获知全局网络信道状态信息以进行优化，这将带来较大的系统信令开销，降低系统传输效率。
技术实现思路
基于此，有必要针对相关技术中无速率码的度数优化需要获知全局网络信道状态信息而导致的系统信令开销大的问题，提供一种两用户上行传输的无速率编码的度数分布优化方法、两用户上行传输的无速率编码方法、两用户上行传输的无速率码译码方法、两用户上行传输方法、两用户上行传输的无速率编码装置、两用户上行传输的无速率码译码装置。第一方面，本申请实施例提供了一种两用户上行传输的无速率编码的度数分布优化方法，应用于块衰落信道下的分布式多天线系统，包括：根据信道状态的统计信息和两用户的译码过程的外信息传递分析，确定按照预设平均码长进行Raptor编码时，以最小化信噪比为目标，优化两用户的无速率编码的度数分布系数的最优化问题；求解所述最优化问题，确定最优化的所述两用户的无速率编码的度数分布。在其中一些实施例中，所述预设平均码长是根据所述块衰落信道的信道状态的统计信息确定的。在其中一些实施例中，所述最优化问题列出如下：所述最优化问题的约束条件包括：(1)LT码图的输出节点的边的度数分布的和约束条件C1：(2)接收端译码启动条件C2：ωi,1>ε,i＝1,2(3)接收端译码收敛条件C3：对于所有的Hq,i＝1,2(4)预设平均码长的约束条件C4：其中，Pth为发送功率门限；为与信道矩阵无关的常数；{ωi,d}为用户i的LT码图的输出节点的边的度数分布系数；为独立高斯白噪声的方差；dc为LT码图的输出节点的边的最大度数；ωi,d为用户i对应的LT码图中度数为d的输出节点的边的度数分布系数；ε为大于零的预设值；为在最大迭代次数l′下，用户i对应的LT码图的输出节点传回LT码图的输入节点的外信息；为外信息门限；Hq为将信道矩阵H分布空间离散成Q种情况中的第q种情况下的信道矩阵，q＝1,…,Q；K为原始信息的长度；Rp为无速率编码中LDPC码的码率；Pr(Hq)为信道矩阵为Hq的概率；C(Hq,Pth)为信道矩阵为Hq，发送功率为Pth时的用户i的理论可达速率；L为Raptor码的预设平均码长。在其中一些实施例中，求解所述最优化问题，确定最优化的所述两用户的无速率编码的度数分布包括：采用差分进化算法确定所述最优化问题的最优解；根据所述最优解对应的LT码图的输出节点的边的度数分布系数，计算所述两用户对应的无速率码的LT码图的度数分布。第二方面，本申请实施例提供了一种两用户上行传输的无速率编码方法，应用于向块衰落信道下的分布式多天线系统上行传输用户信息的两个发送节点设备，包括：根据第一方面所述的无速率编码的度数分布优化方法确定最优化的所述两用户的无速率编码的度数分布；根据所述无速率编码的度数分布，分别对所述两用户的用户信息进行无速率编码。第三方面，本申请实施例提供了一种两用户上行传输方法，应用于块衰落信道下的分布式多天线系统，包括：所述分布式多天线系统从多个射频拉远头接收上行传输信号，得到所述两用户的上行传输信号；其中，所述上行传输信号是根据第二方面所述的无速率编码方法对所述两用户的用户信息进行无速率编码后再调制得到的；所述分布式多天线系统对所述两用户的上行传输信号分别进行预处理和量化处理，得到所述两用户的量化信号；所述分布式多天线系统根据所述两用户中的一个用户在上一轮译码过程中的译码输出，对所述两用户中的另一个用户的量化信号进行软解调后，再利用置信传播算法进行联合译码，分别得到所述两用户的用户信息。在其中一些实施例中，首轮译码过程中以所述一个用户的初始化译码输出对所述另一个用户的量化信号进行软解调，其中，所述初始化译码输出为1。第四方面，本申请实施例提供了一种两用户上行传输的无速率码译码方法，应用于块衰落信道下的分布式多天线系统，所述两用户的上行传输采用第三方面所述的两用户上行传输方法，所述两用户上行传输的无速率码译码方法包括：对于所述两用户中的每个用户，在整个译码图进行迭代译码，直至所述两用户中每个用户的输入节点的对数似然比的平均值超过预设门限；对于所述两用户中的每个用户，分别在LDPC码图上进行迭代译码，直至译码正确或达到最大迭代次数。第五方面，本申请实施例提供了一种两用户上行传输的无速率编码装置，应用于发送节点设备，包括：确定模块，用于根据第一方面所述的无速率编码的度数分布优化方法确定最优化的所述两用户的无速率编码的度数分布；无速率编码模块，用于根据所述无速率编码的度数分布，对所述发送节点设备的用户信息进行无速率编码。第六方面，本申请实施例提供了一种两用户上行传输的无速率码译码装置，应用于块衰落信道下的分布式多天线系统，所述两用户的上行传输采用第三方面所述的两用户上行传输方法，所述两用户上行传输的无速率码译码本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两用户上行传输的无速率编码的度数分布优化方法，应用于块衰落信道下的分布式多天线系统，其特征在于包括：/n根据信道状态的统计信息和两用户的译码过程的外信息传递分析，确定按照预设平均码长进行Raptor编码时，以最小化信噪比为目标，优化两用户的无速率编码的度数分布系数的最优化问题；/n求解所述最优化问题，确定最优化的所述两用户的无速率编码的度数分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种两用户上行传输的无速率编码的度数分布优化方法，应用于块衰落信道下的分布式多天线系统，其特征在于包括：
根据信道状态的统计信息和两用户的译码过程的外信息传递分析，确定按照预设平均码长进行Raptor编码时，以最小化信噪比为目标，优化两用户的无速率编码的度数分布系数的最优化问题；
求解所述最优化问题，确定最优化的所述两用户的无速率编码的度数分布。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设平均码长是根据所述块衰落信道的信道状态的统计信息确定的。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优化问题列出如下：



所述最优化问题的约束条件包括：
(1)LT码图的输出节点的边的度数分布的和约束条件C1：



(2)接收端译码启动条件C2：
ωi，1＞ε，i＝1，2
(3)接收端译码收敛条件C3：

对于所有的Hq，i＝1，2
(4)预设平均码长的约束条件C4：



其中，Pth为发送功率门限；为与信道矩阵无关的常数；{ωi，d}为用户i的LT码图的输出节点的边的度数分布系数；为独立高斯白噪声的方差；dc为LT码图的输出节点的边的最大度数；ωi，d为用户i对应的LT码图中度数为d的输出节点的边的度数分布系数；ε为大于零的预设值；为在最大迭代次数l′下，用户i对应的LT码图的输出节点传回LT码图的输入节点的外信息；为外信息门限；Hq为将信道矩阵H分布空间离散成Q种情况中的第q种情况下的信道矩阵，q＝1，...，Q；K为原始信息的长度；Rp为无速率编码中LDPC码的码率；Pr(Hq)为信道矩阵为Hq的概率；C(Hq，Pth)为信道矩阵为Hq，发送功率为Pth时的用户i的理论可达速率；L为Raptor码的预设平均码长。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，求解所述最优化问题，确定最优化的所述两用户的无速率编码的度数分布包括：
采用差分进化算法确定所述最优化问题的最优解；
根据所述最优解对应的LT码图的输出节点的边的度数分布系数，计算所述两用户对应的无速率码的LT码图的度数分布。


5.一种两用户上行传输的无速率编码方法，应用于向块衰落信道下的分布式多天线系统上行传输用户信息的两个发送节点设备，其特征在于包括：
根据权利要求1至4中任一项所述的无速率编码的度数分布优化方法确定最优化的所述两用户的无速率编码的度数分布；
根据所述无速率编码的度数分布，分别对所述两用户的用户信息进行无速率编码。


6.一种两用户上行传输方法，应用于块衰落信道下的分布式多天线系统，其特征在于包括：
所述分布式多天线系统从多个射频拉远头接收上行传输信号，得到所述两用户的上行传输信号；其中，所述上行传输信号是根据权利要求5所述的无速率编码方法对所述两用户的用户信息进行无速率编码后再调制得到的；
所述分布式多天线系统对所述两用户的上行传输信号分别进行预处理和量化处理，得到所述两用户的量化信号；
所述分布式多天线系统根据所述两用户中的一个用户在上一轮译码过程中的译码输出，对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴涛，张昱，徐锡强，
申请(专利权)人：三维通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33