基于多级极化码编码调制的跨数据包混合自动重传方法技术

本发明专利技术是一种基于多级极化码编码调制的跨数据包混合自动重传方法，首先在多级极化码编码调制MLPCM传输上，采用了层独立的跨数据包混合自动重传XP

【技术实现步骤摘要】
基于多级极化码编码调制的跨数据包混合自动重传方法


[0001]本专利技术属于无线通信中的混合自动重传
，具体涉及基于极化码编码调制的混合自动重传方法。

技术介绍

[0002]多级极化码编码调制(multilevel polar coded modulation，MLPCM)是一种基于极化码的编码调制技术，以提升通信系统的频谱效率。对于2
m
(m＝1,2,3,4,
…
)进制的数字调制，MLPCM将输入的数据流分成m个优先级，并且在接收端采取顺序的方式进行译码。发送端和接收端分别有m个编码器和m个译码器。这种编码调制技术可以达到信道容量。另外一种基于极化码的编码调制技术为比特交织极化码编码调制(bit
‑
interleaved polar coded modulation，BIPCM)。在BIPCM中，各个数据流没有优先级之分，因此发送端和接收端只有一个编码器和译码器。BIPCM存在较大的互信息丢失，误组率性能次于MLPCM。
[0003]混合自动重传(Hybrid automat本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多级极化码编码调制的跨数据包混合自动重传方法，其特征在于，首先在多级极化码编码调制MLPCM传输上，采用了层独立的跨数据包混合自动重传XP
‑
HARQ传输方式，使得多个数据流可以独立设计，然后在编码利用了极化码编码上三角生成矩阵的特点设计了适用于XP
‑
HARQ传输特点的编码器和译码器，从而实现重传过程中多个数据包的联合编译码；通过进一步设计每条数据流的编码参数，可以最大化系统的吞吐量性能。2.根据权利要求1所述的基于多级极化码编码调制的跨数据包混合自动重传方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：第一步：发送端确认XP
‑
HARQ控制器的反馈信息，令2
m
表示调制阶数，m＝1,2,3,4,
…
；MLPCM共包含m个层，对应m个比特数据流，这些数据流均有各自的循环冗余校验CRC码且分别对应一个映射比特；接收端会等待直到前i
‑
1层的码字被正确解码后才会尝试对层i进行解码，i＝1,2,...,m；执行解码操作的层依据解码结果反馈译码信息，反馈信息共包括两种：ACK和NACK，ACK表示层i译码成功，NACK表示层i译码失败，系统所有层的初始化反馈信息为ACK；第二步：发送端依据第一步的反馈信息确认当前m个层的HARQ循环状态，令K表示系统允许的一个XP
‑
HARQ循环的最大传输次数，K＝1,2,...；令传输次数k＝1,2,...,K；第三步：发送端产生m个待编码的源数据流，令R
i,k
表示映射为第i比特且在第k次传输过程中的新的信息比特的码率，令集合表示R
i,k
的取值集合，即R
i,k
∈R
s
，其中表示码率间隔，d
r
＝1,2,...,N，各层的码率R
i,k
均固定，且储存在发送端和接收端的缓存中；令N表示帧长，令横向量u
i,k
和v
i,k
分别表示用于映射第i比特且在第k次传输过程中的新的信息比特数据流和源比特数据流，u
i,k
和v
i,k
大小分别为NR
i,k
和N；对u
i,k
加入N
crc
比特CRC码，生成长为NR
i,k
+N
crc
的横向量u
i,k
，令横向量v
i,1:k
‑1＝(v
i,1
,v
i,2
,...,v
i,k
‑1)，其中v
i,k
为上式中，A
i,k
、B
i,k
、D
i,k
和C
i,k
分别表示新信息比特索引集合、重置信息比特索引集合、待复制信息比特索引集合以及冻结比特索引集合；和分别表示v
i,k
中索引为A
i,k
、B
i,k
和C
i,k
的元素构成的子向量；集合A
i,k
、B
i,k
和C
i,k
中，任意两个的交集为空集，三者的并集为整个v
i,k
的索引集合，即{1,2,...,N}；表示v
i,1:k
‑1中索引为D
i,k
的元素构成的子向量；第四步：发送端对m个源数据流进行跨数据包极化码编码，w
i,1:k
＝(w
i,1
,w
i,2
,...,w
i,k
)＝v
i,1:k
[G]
1:kN
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)上式中，横向量w
i,k
表示编码后用于映射第i比特且在第k次传输过程中的数据流，1:kN表示索引集合{1,2,...,kN}，G是极化码生成矩阵，[G]
1:kN
表示由G中索引为1:kN的行和列构成的大小为kN的子矩阵，
上式中，F2为二阶的极化码核矩阵，为克罗内克积，log2(
·
)表示以2为底的对数函数，表示向上取整函数，编码器输出w
i,k
和v
i,1:k
；第五步：发送端生成并发送符号帧，将m个编码后的数据流通过集合分解映射调制生成符号帧x，并向接收端发送x；第六步：接收端接收并缓存接收信号，令h、y和z分别表示信道增益向量、接收符号帧和复高斯白噪声向量，接收信号表示为y
n
＝h
n
x
n
+z
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)上式中h
n
、x
n
、y
n
和z
n
分别表示向量h、x、y和z的第n个元素，n＝1,2,...,N，z中的元素相互独立且服从均值为0、方差为σ2的复高斯分布；第七步：接收端使用MLPCM的多级解调方式对层i＝1,2,...,m逐次解调译码，直到译码失败；令表示接收端缓存中尚未对比特i进行解调的接收符号帧，帧数用T
i
表示，层i对逐个解调译码直到译码失败；第八步：删除接收端缓存数据，当缓存数据帧满足以下条件之一时，删除该数据帧及相应解调后的对数似然比：1)该数据帧包含的任意一个比特数据流所在的HARQ循环达到最大传输次数且译码失败；2)该数据帧包含的所有比特均译码成功。3.根据权利要求2所述的基于多级极化码编码调制的跨数据包混合自动重传方法，其特征在于，所述步骤二包含以下三种情况：1)所有层的反馈信息均为ACK：所有层的XP
‑
HARQ状态为初次传输，即k＝1；2)前i
‑
1层反馈ACK，层i反馈NACK且已传输k
‑
1次：层i的XP
‑
HARQ状态为第k次传输，其余层的XP
‑
HARQ状态为初次传输；3)前i
‑
1层反馈ACK，层i反馈NACK且已传输K次，所有层的XP
‑
HARQ状态为初次传输。4.根据权利要求1所述的基于多级极化码编码调制的跨数据包混合自动重传方法，其特征在于，所述第七步具体包括以下流程：步骤7.1，层i对解调得到对应数据流w
i,k

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志文，胡耀月，刘楠，尤肖虎，
申请(专利权)人：网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：