一種基于信道質量信息的自適應交織方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種基于信道質量信息的自適應交織方法及裝置，屬于無線通信技術 領域。
【背景技術】
[0002] 無線通信系統存在兩類錯誤；一類稱為隨機錯誤，由噪聲引起；另一類稱為突發 錯誤，由信道衰落、干擾和系統配置錯誤引起。前向糾錯碼，包括低密度奇偶校驗碼（Low DensityParityQieckCode,LDPC)和二進制卷積碼炬inaryConvolutionCode,BCC)，是 無線通信系統中用來檢測和糾正系統錯誤的常用信道編碼。但是前向糾錯碼的糾正突發錯 誤的能力有限，因此需要通過交織技術將突發錯誤進行離散隨機化，形成離散錯誤，W在接 收端糾正該些錯誤，提升系統性能。
[0003] 目前，交織技術已被廣泛應用于各種無線通信系統和標準。其中IE邸802.lln/ac 標準分別定義了兩種交織方式：一種是符號交織，主要針對LDPC編碼；一種是比特交織，主 要針對BCC編碼。IE邸802.llad/af等協議也定義了符號交織。
[0004] 交織器的設計是無線通信中的一個重要課題。常用的交織器包括隨機交織器和 矩陣分組交織器。隨機式是通過計算機產生偽隨機數來決定重新排列的順序。矩陣分組 式是根據一定的算法將原始碼元按行寫入交織矩陣再按列讀出從而實現碼元的重新排 列。傳統的塊交織是矩陣分組交織器的一種，目前正交頻分復用（化thogonal化equecncy DivisionMultiplexing，(FDM)系統針對LDPC編碼采用的最多的交織器即為塊交織器。另 夕F，交織器還可W按照信號的維度分為二維交織器、=維交織器和多維交織器，其分別針對 的信號維度為一維、二維和多維。
[0005] 無線通信標準中定義的交織方法為固定的交織方法，采用的是固定的交織算法和 交織參數。而無線通信的信道環境是不斷變化的，也就是說信道具有變化性。因此，傳統的 交織方法并不適應于變化信道。對于OFDM系統，數據信息被調制于頻域，并通過頻域信道 進行傳輸，而頻域信道具有選擇性衰落特征，在相干帶塊內，相鄰的子載波很可能同時處于 深衰落狀態，從而引起接收數據的突發錯誤。同時，OFDM系統子載波的衰落狀態往往處于 不斷變化之中，造成突發錯誤情形也處在不斷變化之中。
【發明內容】
[0006] 發明目的：0FDM系統的信道往往具有變化性，傳統的符號交織方法并不能最大限 度地發揮交織帶來的系統性能。針對該一問題，本發明的第一目的是提供一種基于信道質 量信息的自適應交織方法，通過反饋少量信道質量信息、利用信道質量信息確定交織深度 和交織規則、實現自適應符號交織和解交織，更好地離散突發錯誤，最大限度地發揮離散帶 來的性能增益。本發明的第二目的是提供一種基于信道質量信息的自適應交織裝置。
[0007] 技術方案；一種基于信道質量信息的自適應交織方法，包括如下步驟：
[000引步驟1 ;發送端發送信道質量信息仰annelQualityIn化rmation，CQI)請求帖， 并發送空數據帖；
[0009] 步驟2 ;接收端在接收到請求信息后，通過空數據帖進行CQI估計，CQI的計算公式 為：
[0010]
【主權項】
1. 一種基于信道質量信息的自適應交織方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： (1) 發送端發送信道質量信息請求幀，并發送空數據幀； (2) 接收端接收到請求信息后，通過空數據幀進行信道質量信息估計； (3) 接收端根據步驟（2)得到的信道質量信息對子載波進行狀態分類，并反饋對所有 子載波的狀態進行反饋； (4) 發送端和接收端根據步驟（3)得到的子載波狀態值分別計算自適應交織深度； (5) 發送端和接收端根據步驟（3)得到的子載波狀態值和步驟（4)得到的交織深度分 別計算用于交織的交織配對集合P和用于解交織的解交織配對集合P'; (6) 發送端按照步驟（5)得到的交織配對集合P對發送數據進行交織處理； (7) 接收端在數據到達解交織模塊后按照步驟（5)得到的解交織配對集合P'對接收 數據進行同步解交織，恢復數據序列。
2. 根據權利要求1所述的基于信道質量信息的自適應交織方法，其特征在于，所述步 驟（2)中接收端進行信道質量信息估計的計算公式為：
公式1中CQIk表示信道質量估計值，多空間流時用Cd、.,表示，其中k和iss分別表示 數據子載波索引和空間流索引，Sk表示子載波上信號功率，多空間流時用表示，I和N 分別表示平均干擾功率和平均噪聲功率，多空間流時用4和％51表示。
3. 根據權利要求1所述的基于信道質量信息的自適應交織方法，其特征在于，所述步 驟（3)中對子載波進行狀態分類的方法為： 將子載波劃分為尚質量和低質量兩類子載波，狀態分別為〇和1，則子載波狀態劃分的 公式可以表示為
公式2中STk表示子載波k的狀態，多空間流時可用M；vss表示，/〗=豆灰表示所有子載 波上的平均信噪比。
4. 根據權利要求1所述的基于信道質量信息的自適應交織方法，其特征在于，所述步 驟（4)中計算自適應交織深度的公式為：
公式3中Dtm表示自適應交織深度，Nsd表示用戶發送數據所采用帶寬對應的數據子載 波數，Nbpsk表示每個空間流每個星座調制符號的比特數，Nss表示空間數據流數，Laf表示信 道編碼碼字長度，Ntb表示最大的連續低質量子載波數，「?]表示不超過括號內實數的最大 整數，max{ ? }表示括號內的數的最大值。
5. 根據權利要求1所述的基于信道質量信息的自適應交織方法，其特征在于，所述步 驟（5)中確定交織配對集合P的方法為： (1)通過CQI反饋模塊分別得到高質量子載波和低質量子載波對應的序號序列G和B， 具體公式為
公式4中G15G2，…，<5&和B1，盡，…，5^分別表示高低質量子載波的序號，且滿足G1 <G: <…< 和戽< 52 <…<Bas兩個關系式； ⑵將序列G和B按照Dtm行寫入矩陣M，寫入的方式分兩種情況，即N>N淋，寫入的 矩陣為
公式5和6中Na^表示交織的列數，計算公式為NNsd/Dtm; (3)對M按列讀出，假定讀出序列為[cl，c2,. . .cNsd]，則接收端用于解交織的解交織配 對集合為 Pr = {(cl,0), (c2,I),..., (cNSD,Nsd-I) } (公式 7) 發送端用于交織的交織配對集合為 P= {(0,cl), (l,c2),..., (Nsd-I,cNsd)} (公式 8) 公式7和公式8中P和P'分別表示交織規則配對集合和解交織規則配對集合，（a，b) 表不一個交織配對，a表不交織前符號的輸入序號，b表不交織后符號的輸出。
6. -種基于信道質量信息的自適應交織裝置，包括發送端和接收端，其特征在于，所述 發送端包括交織深度計算模塊、交織規則確定模塊和交織模塊，所述接收端包括信道質量 信息估計模塊、子載波狀態計算模塊、交織深度計算模塊、解交織規則確定模塊和解交織模 塊，具體描述如下： 信道質量估計模塊用于對接收的數據進行信道質量信息估計； 子載波狀態計算模塊用于根據信道質量信息對子載波進行狀態分類和反饋； 交織深度計算模塊用于計算自適應交織深度； 交織規則確定模塊用于根據子載波狀態確定用于交織的交織規則配對集合P; 解交織規則確定模塊用于根據子載波狀態值確定解交織配對集合p'; 交織模塊用于按照交織配對集合P定義的交織規則對用戶發送數據進行交織處理； 解交織模塊用于按照解交織配對集合P'定義的解交織規則對接收到的數據進行解交 織處理，恢復出用戶數據。
【專利摘要】本發明公開了一種基于信道質量信息的自適應交織方法，所述方法為接收端進行信道質量信息估計，并根據CQI對子載波進行狀態分類和反饋；然后發送端和接收端根據子載波狀態分類反饋分別確定交織深度和交織規則，并按照上述規則進行交織和解交織。本發明還提供了一種采用上述方法的自適應交織裝置，具體包括發送端的交織深度計算模塊、交織規則確定模塊和交織模塊，接收端的信道質量信息估計模塊、子載波狀態計算模塊、交織深度計算模塊、解交織規則確定模塊和解交織模塊。本發明提供的方法和裝置可在反饋少量信息的情況下完成自適應交織和解交織，有效地解決了傳統交織不適用于變化信道的問題，整體上降低了系統誤包率，改善了系統性能。
【IPC分類】H04L1-00, H04L27-26
【公開號】CN104717040
【申請號】CN201510141494
【發明人】楊綠溪, 李長庚, 魏明君, 陳 峰, 王雅芳
【申請人】東南大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月27日