差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108880758A(43)申请公布日2018.11.23(21)申请号201810823911.2(22)申请日2018.07.25(71)申请人厦门大学地址361005福建省厦门市思明南路422号(72)发明人王琳张雨旸(74)专利代理机构厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200代理人马应森张凡忠(51)Int.Cl.H04L1/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法(57)摘要差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法，涉及无线通信中的编码调制。首先采用了非线性Myriad滤波器进行基带滤波，滤波器系数根据信道中脉冲干扰的严重程度进行动态调整，并使用滑动窗来持续地进行滤波任务，以此减轻脉冲噪声对信号带来的严重干扰；接着将滤波输出送入迭代接收机，即在接收端解调器与译码器之间存在迭代操作，能消除余留的脉冲噪声及码间干扰的影响，给系统带来全面的性能改进。结果表明，具有迭代接收机的星座基差分混沌比特交织编码调制系统在电力线信道下具有优良的性能，同时，相比于传统相干扩频系统，该系统不需要外加高精准信道估计器与抗多径设备，具有更低的复杂度和更强的鲁棒性。CN108880758ACN108880758A权利要求书1/1页1.差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法，其特征在于包括以下步骤：1)数字信号发生器产生二进制信源比特W，经过二元LDPC编码和删余，VDMM交织映射后，通过M元DCSK调制器映射成为发射机输出符号S，符号S经过电力线信道，受到符号间干扰及脉冲噪声的影响；2)接收机的接收信号Y经过Myriad滤波器处理得到滤波输出信号Y*；3)滤波输出信号Y*经过非相干M元DCSK解调器得到判决变量z'并计算出信道似然值LZ(i)，滤波输出信号Y*通过解映射器和译码器之间的软信息互换过程进行迭代译码。2.如权利要求1所述差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法，其特征在于在步骤1)中，LDPC编码器与M元DCSK调制器通过VDMM交织器级联，改变编码比特与调制星座图的映射关系，对于不同的LDPC原模图结构的边分布和星座图标号，互信息特性不同，VDMM可供选择的交织方式不同，系统性能不同。3.如权利要求1所述差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法，其特征在于在步骤2)中，所述接收机对每个符号采集NSαS个样本，Myriad滤波器的输入表示为yn(i)(i＝1,2,Λ,NSαS)，其输出由下式给出，其中ρ是位置参数，K是Myriad滤波器的比例因子：滤波器系数根据信道中脉冲干扰的严重程度进行动态调整，并使用滑动窗持续地进行滤波任务，以此减轻脉冲噪声对信号带来的严重干扰。4.如权利要求1所述差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法，其特征在于在步骤3)中，解调-译码迭代接收机在工作过程中通过实现译码器与解调器之间软信息的交换，进一步消除余留的脉冲噪声以及码间干扰带来的影响，使整个系统的通信质量有全面的提升。2CN108880758A说明书1/5页差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法技术领域[0001]本发明涉及无线通信中的编码调制，尤其是涉及差分混沌比特交织编码调制系统的迭代接收机设计算法。背景技术[0002]混沌信号的非周期性、似噪声特性、低自相关特性以及内在扩频特性使其常被用作载波传递数字信息。作为一种优秀的混沌信号，和其它扩频调制系统类似，差分混沌移位键控(DifferentialChaosShiftKeying,DCSK)具有很强的抗多径衰落能力以及很高的通信安全性。然而，由于半个比特周期被用来传输参考信号，造成了二进制DCSK系统的数据速率和能量效率降低。[0003]在DCSK系统中，可以通过恰当的信道编码来提高传输可靠性及降低功耗，如低密度奇偶校验码(LowDensityParityCheckCodes,LDPC)、乘积积累码(ProductAccumulateCodes,PAC)和网格码(TrellisCodes,TC)。LDPC编码的Walsh基M元DCSK系统的迭代接收机(IterativeReceiver,IR)的提出表明，该设计可以降低功耗及改善短帧长条件下的系统性能。[0004]为了在衰落信道下权衡带宽效率和功率损耗，出现了比特交织编码调制(Bit-InterleavedCodedModulation,BICM)技术。之后，LDPC码被应用于BICM系统并提出了相应的变量度匹配映射(VariableDegreeMatchedMapping,VDMM)映射方案。在此基础上提出的星座基差分混沌比特交织编码调