本发明专利技术公开了一种基于3-D?Turbo码的中继传输方法，主要解决现有分布式Turbo码误帧率较高的问题。其实现步骤是：源节点广播数据；中继节点先对接收到的信号进行Turbo译码，再对译出的信息进行与源节点相同的Turbo码编码，然后用渗透系数选择校验比特进行第三维的编码，对第三维输出的校验比特调制后发送到目的节点；目的节点在接收到中继传输的信息后，与接收到的源信息一起进行3-D?Turbo码译码。本发明专利技术通过调制中继位置和改变渗透系数，能实现译码性能和中继复杂度的有效折中，可用于无线多址接入中继网络。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信
，涉及到信道编码和中继传输，具体的说就是将3-DTurbo码运用到中继传输的一种方法。
技术介绍
利用中继节点帮助移动用户转发数据，可获得额外的分集增益，改善接收端的误帧率性能，是提高移动用户在小区边缘通话质量的有效手段之一。现有的无线多址接入中继网络，如图1所示。它由一个源节点，一个中继节点和一个目的节点组成。它的源节点在中继节点的帮助下与目的节点进行通信时，需要两个时隙，即源节点占用一个时隙向中继节点和目的节点广播数据，中继节点占用一个时隙，帮助源节点转发数据至目的节点。为了提高中继转发效率的同时改善目的节点的误帧率性能，学者提出了采用分布式的方式，将充分考虑Shannon信道 编码定理假设条件的Turbo码运用到多址接入的模型中，从而取得了一定的性能增益。但随着通信技术日新月异的新发展，Turbo码错误平层较高，其误帧率目标只有10_2到10_5，已经远远满足不了人们对视频会议等应用需要10_8更低的目标需求。受到Turbo码高信噪比时性能的局限，分布式Turbo码在中继传输中难以取得令人满意的误帧率性能。因此，在现有多址接入中继系统中，如何利用解决Turbo码错误平层较低的3-DTurbo码设计出一种中继传输方法，是目前需要解决的一个问题。
技术实现思路
本专利技术的目的针对上述现有技术的不足，提出一种，以改善目的端的误帧率性能。本专利技术的技术思路是，利用3-D Turbo码的优异性能和中继技术，在源节点采用传统Turbo码编码，在中继节点用渗透系数来选择校验比特进行第三维编码，目的节点采用联合3-D Turbo码译码。本专利技术的方法是这样实现的:(I)源节点广播数据步骤: 源节点S对自己原始的信息进行Turbo码编码,得到编码序列c= (u, P1, p2),并对编码序列进行调制，得到调制序列X ;源节点S广播调制序列X至中继节点R和目的节点D ；(2)中继转发步骤:(2.1)中继节点R对接收到的源节点S的信息进行Turbo码译码，得到源节点S的原始信息的估计信息 ;(2.2)中继节点R对源节点S的估计信息fi进行Turbo码编码，得到两个长度与信息序列相同的校验序列(A，l\):(2.3)中继节点R用渗透系数λ (O彡λ彡I)对两个校验序列A和I分别进行选择，得到待编码的校验序列Pu和Ρ2λ，再用交替合并的方法合并校验序列Pu和Ρ2λ，得到第二维待编码序列11λρ ;(2.4)中继节点R将第三维待编码序列uAp交织后送入第三维编码器，得到校验序列PK，中继节点R再对该校验序列Pk进行调制，得到调制序列χκ，并将其发送到目的节点；(3)目的节点译码步骤:(3.1)目的节点对接收到的源节点信号ysd和中继转发的信号yri分别进行软解调，得到C= (u，P1, P2)和Pk分别对应的对数似然比序列Le =(Lu，Lp,，LP3)和Lpji，其中，Lu对应的是源信息序列u的对数似然值，对应的是源校验序列P1的对数似然值，Lp2对应的是源校验序列P2的对数似然值，Lps是第三维校验序列Pk的对数似然值。(3.2)目的节点D将得到的对数似然信息！^送入第三维译码器，译码得到外信息L%外信息I/经过解交织，并由串并转换器分为两个等长的分量校验外信息和 >(3.3)目的节点D用渗透系数逆选择的方法，将来自源节点的两个分量校验信息序列P1和P2对应的似然比序列Lp1和Lp2分别与第三维译码器译出的分量校验外信肩％和Lp合并，得到修正后的两个分量校验信息序列pjPp2的对数似然比序列L;和％:(3.4)目的节点D将修正后的对数似然比序列1^和1^以及Lu送入Turbo码译码器进行译码，通过该译码器译出信息序列的外信息Laui和Lall2进行内部迭代，并更新两个分量校验信息序列P1和P2的分量码校验序列的外信息Dpi和ο(3.5 )目的节点D对Turbo译码器译出的分量码校验序列的外信I Lp和Lep2分别进行渗透系数选择，得到新分量码校验信息序列L6pl^PLp.:(3.6) g的节点D将新分量码校验信息序列对应的似然比序列14*和14;交替合并后交织，得到第三维编码序列uAp对应的似然比序列La1^，再将该似然比序列LaU/p送入第三维译码器，作为该第三维译码器的先验信息；(3.7)目的节点D在进行16轮循环迭代译码后，由Turbo码译码器输出译码结果。本专利技术与现有技术相比具有如下优点:I)现有的分布式Turbo码在源节点采用了卷积码，编码增益低，中继节点正确译码并协作转发的概率低，本专利技术在源节点采用了 Turbo码编码，提高了中继节点R的正确译码概率，降低了错误传播的概率，有利于目的节点获得分集增益。2)本专利技术可通过调整渗透系数的大小，来调整中继节点的转发数据量，实现了中继转发效率和系统性能的有效折衷。附图说明图1是现有的无线多址接入中继网络模型；图2是本专利技术的总流程图；图3是本专利技术的系统总框图4是本专利技术中的源节点编码子框图；图5是本专利技术中的中继节点编译码子框图；图6是本专利技术中的目的节点译码子框图；图7是本专利技术中固定中继位置，无中继直接链路传输、分布式Turbo码传输以及分布式3-D Turbo码传输的目的节点译码性能仿真图；图8是本专利技术中固定3-D Turbo码的渗透系数，中继位置不同的目的节点译码性能仿真图；图9是本专利技术中固定中继位置，不同渗透系数的分布式3-D Turbo码的目的节点译码的性能仿真图。具体实施例方式参照图2和图3，本专利技术的实施步骤如下:步骤I，源节点广播数据(1.1)源节点S对自己的原始数据u进行Turbo码编码调制:参照图4，本步骤的实现如下:(1.la)源节点S将原始数据u (长度为K)进行Turbo码编码，得到编码序列C= (u，P1, P2)(长度为N = 3K)，其中u是源节点S编码序列C的信息序列，Pi (长度为K)是源节点S编码序列c的第一个分量码的校验序列，P2 (长度为K)是源节点S编码序列c的第二个分量码的校验序列；源节点使用的Turbo编码方法可从现有方法中任选一种，参见:Shu Lin, Daniel J.CostellojJr., “差错控制编码”，机械工业出版社，2007 ;(1.1b)源节点S对编码序列c进行BPSK调制，得到调制序列x ；(1.2 )源节点S向中继节点R和目的节点D广播调制序列x，中继节点R和目的节点D接收到的信号分别表示为:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于3?D?Turbo码的中继传输方法，包括：?（1）源节点广播数据步骤:?源节点S对自己原始的信息u进行Turbo码编码，得到编码序列c=(u,p1,p2)，并对编码序列进行调制，得到调制序列x；源节点S广播调制序列x至中继节点R和目的节点D；?（2）中继转发步骤：?（2.1）中继节点R对接收到的源节点S的信息进行Turbo码译码，得到源节点S的原始信息的估计信息（只有当中继正确译码的时候，即时，中继才进行转发）；?（2.2）中继节点R对源节点S的估计信息进行Turbo码编码，得到两个长度与信息序列相同的校验序列（2.3）中继节点R用渗透系数λ(0≤λ≤1)对两个校验序列和分别进行选择，得到待编码的校验序列p1λ和p2λ，再用交替合并的方法合并校验序列p1λ和p2λ，得到第三维待编码序列uλp；?（2.4）中继节点R将第三维待编码序列uλp交织后送入第三维编码器，得到校验序列pR，中继节点R再对该校验序列pR进行调制，得到调制序列xR，并将其发送到目的节点。?（3）目的节点译码?（3.1）目的节点对接收到的源节点信号ysd和中继转发的信号yrd分别进行软解调，得到c=(u,p1,p2)和pR分别对应的对数似然比序列和其中，Lu对应的是源信息序列u的对数似然值，对应的是源校验序列p1的对数似然值，?对应的是源校验序列p2的对数似然值，是第三维校验序列pR的对数似然值。?（3.2）目的节点D将得到的对数似然信息送入第三维译码器，译码得到外信息Le，外信息Le经过解交织，并由串并转换器分为两个等长的分量校验外信息和?（3.3）目的节点D用渗透系数逆选择的方法，将来自源节点的两个分量校验信息序列p1和p2对应的似然比序列和分别与第三维译码器译出的分量校验外信息和合并，得到修正后的两个分量校验信息序列p1和p2的对数似然比序列?和（3.4）目的节点D将修正后的对数似然比序列和以及Lu送入Turbo码译码器进行译码，通过该译码器译出信息序列的外信息和进行内部迭代，并更新两个分量校验信息序列p1和p2的分量码校验序列的外信息和（3.5）目的节点D对Turbo译码器译出的分量码校验序列的外信息和分别进行渗透系数选择，得到新分量码校验信息序列和（3.6）目的节点D将新分量码校验信息序列对应的似然比序列和交替合并后交织，得到第三维编码序列uλp对应的似然比序列再将该似然比序列送入第三维译码器，作为该第三维译码器的先验信息；?（3.7）目的节点D在进行16轮循环迭代译码后，由Turbo码译码器输出译码结果。?FDA00002780657200011.jpg,FDA00002780657200012.jpg,FDA00002780657200013.jpg,FDA00002780657200014.jpg,FDA00002780657200015.jpg,FDA00002780657200016.jpg,FDA00002780657200017.jpg,FDA00002780657200018.jpg,FDA00002780657200019.jpg,FDA000027806572000110.jpg,FDA000027806572000111.jpg,FDA000027806572000112.jpg,FDA000027806572000113.jpg,FDA00002780657200021.jpg,FDA00002780657200022.jpg,FDA00002780657200023.jpg,FDA00002780657200024.jpg,FDA00002780657200025.jpg,FDA00002780657200026.jpg,FDA00002780657200027.jpg,FDA00002780657200028.jpg,FDA00002780657200029.jpg,FDA000027806572000210.jpg,FDA000027806572000211.jpg,FDA000027806572000212.jpg,FDA000027806572000213.jpg,FDA000027806572000214.jpg,FDA000027806572000215.jpg,FDA000027806572000216.jpg,FDA000027806572000217.jpg,FDA000027806572000218.jpg,FDA000027806572000219.jpg,FDA000027806572000220.jpg,FDA000027806572000221.jpg...
【技术特征摘要】
1.一种基于3-D Turbo码的中继传输方法,包括: (1)源节点广播数据步骤: 源节点S对自己原始的信息u进行Turbo码编码，得到编码序列C= (u，P1, P2)，并对编码序列进行调制，得到调制序列X ;源节点S广播调制序列X至中继节点R和目的节点D ； (2)中继转发步骤: (2.1)中继节点R对接收到的源节点S的信息进行Turbo码译码，得到源节点S的原始信息的估计信息fi(只有当中继正确译码的时候，即fi = u时，中继才进行转发)； (2.2)中继节点R对源节点S的估计信息 进行Turbo码编码，得到两个长度与信息序列相同的校验序列氓也)； (2.3)中继节点R用渗透系数λ (O < λ < I)对两个校验序列A和β2分别进行选择，得到待编码的校验序列Ρ1λ和Ρ2λ，再用交替合并的方法合并校验序列Pu和巧入，得到第三维待编码序列uAp ; (2.4)中继节点R将第三维待编码序列uAp交织后送入第三维编码器，得到校验序列Pr,中继节点R再对该校验序列Pk进行调制，得到调制序列xK，并将其发送到目的节点。(3)目的节点译码 (3.1)目的节点对接收到的源节点信号ysd和中继转发的信号5^分别进行软解调，得到C= (u, P1, P2)和Pk分别对应的对数似然比序列Le =(Lu-Lp1-Lp2)^pLpji，其中，Lu对应的是源信息序列u的对数似然值，Lpi对应的是源校验序列Pl的对数似然值，Lp2对应的是源校验序列P2的对数似然值，Lpi是第三维校验序列Pk的对数似然值。(3.2)目的节点D将得到的对数似然信息Lpii送入第三维译码器，译码得到外信息L%外信息Le经过解交织，并由串并转换器分为两个等长的分量校验外信息L.P ， (3.3)g的节点D用渗透系数逆选择的方法，将来自源节点的两个分量校验信息序列PjPP2对应的似然比序列Lpi和Lp2分别与第三维译码器译出的分量校验外信,Ilp和Lp合并，得到修正后的两个分量校验信息序列P1和P2的对数似然比序列！^和1^ ; (3.4)g的节点D将修正后的对数似然比序列Ljli和！4以及Lu送入Turbo码译码器进行译码，通过该译码器译出信息序列的外信息La1^pLau2进行内部迭代，并更新两个分量校验信息序列P1和P2的分量码校验序列的外信息!^和1;。(3.5)目的节点D对Turbo译码器译出的分量码校验序列的外信息Lipi和L1fc分别进行渗透系数选择，得到新分量码校验信息序列L1pi和ijL1 ； (3.6)目的节点D将新分量码校验信息序列对应的似然比序列!^和交替合并后交织，得到第三维编...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙岳，李亚锋，李颖，翟绪论，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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