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专利号: 2019112587777
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种云接入网压缩传输下无速率码度数分布优化方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)根据网络信道状态和RRH信号压缩率优化用户处无速率编码采用的度数分布;

2)用户将原始信息根据度数分布进行无速率编码,码字经调制后发送到覆盖该用户的各个RRH;RRH先对收到的信号进行预处理变为基带信号,接着对信号进行量化编码压缩发送;BBU收到各RRH通过高速链路发送来的量化压缩信号,对其译码恢复量化信号,最后将量化信号在无速率译码图上利用置信传播算法进行译码恢复用户信息。

2.根据权利要求1所述一种云接入网压缩传输下无速率码度数分布优化方法,其特征在于,所述步骤1)具体包括如下步骤:

1.1)对于BBU处的第l轮译码,LT输入节点将LLR消息传递给LDPC码图校验节点,其携带的外信息为:式中 是第l-1次迭代LT输出节点传给输入节点的平均外信息,αi为LT译码图中度数为i的输入节点比例,dv为LT码图输入节点的最大度数,J为满足对称高斯分布的消息携带的外信息函数;

对于均值为τ,方差为2τ的服从对称高斯分布的消息,其包含的外信息为:LDPC校验节点传回LT输入节点的外信息为:

式中ξi为LDPC码图中度数为i的变量节点比例, 为LDPC码图中与度数j校验节点相连的边的比例,d′v为LDPC码图变量节点最大度数,d′c为LDPC码图校验节点最大度数;

LT输入节点将消息传给输出节点的外信息为:

式中 为与度数i输入节点相连的边的比例,dv为输入节点的最大度数;

最后,量化比特为a的信号对应的LT输出节点传回LT输入节点的外信息为:式中ωd表示与度数d输出节点相连的边的比例, Ia,γ=J(ALLRi)表示信噪比γ下量化比特数为a的信号的对数似然比均值ALLRa所携带的信息量,其中:其中a=b或a=b+1,所有LT输出节点传回LT输入节点的平均外信息为:式中Yr表示量化器中对应的码字量化特比数的压缩率,b为量化比特数,r=1,2…,b,将式(6),(7)代入(9)得到每轮迭代的 更新,可以表示为一个函数Φ(·):式中 为LT码图的输入节点平均度数,{ωd}为LT输出节点的边的度分布的系数;

1.2)将2条链路的信道增益定义成一个向量 不同链路取值h的情况表示为W个向量 向量Γi的概率定义为Pr(Γi),联合优化问题列出如下:

式中ε为大于零的一个小量, 为正确译码的外信息最小门限,

为信道增益Γi下信噪比为γ的高斯信道理论容

量;优化问题(11)在固定 下可以由线性规划解法求解得到边的度数分布ω(x), 通过穷举法找到LT输入节点平均度数;

1.3)通过公式 换算得到最优无速率码度分布Ω(x)。

3.根据权利要求1所述一种云接入网压缩传输下无速率码度数分布优化方法,其特征在于,所述步骤2)具体包括如下步骤:

2.1)用户到RRH的信道为块衰落,在一轮接收码字中保持不变,系统中单个用户向两个RRH上行传输,用户将原始信息依次经过LDPC预编码器作为无速率码的预编码,然后通过LT编码器,根据LT码度数分布Ω(x)=Ω1x+Ω2x2+...+ΩDxD,Ωk,k=1,...,D为度数为k的概率,为每一个编码比特c随机地选择一个度数k,从所有的预编码中等概率地选取k个数值,将选取的k个预编码比特进行模二和运算生成无速率码c,根据以上步骤源源不断地生成无速率码c1,c2,……,cN;

2.2)将无速率码比特0和1根据实际调制方式分映射为发送符号x1,x2,……,xN,通过天线发送到覆盖该用户的各个RRH;

2.3)各RRH的预处理器对收到的信号预处理得到基带信号:yi=hix+ni,其中hi表示信源到RRHi之间链路的信道增益系数,ni表示RRHi处接收噪声;接着RRH的量化器对信号进行量化,根据RRH与BBU间的前向链路容量b比特/符号,量化电平数满足2M=2b,其中b为量化比特,量化间隔为Δ,量化门限为 量化后的信号为 量化规则如下:

上式中q-M,qk,qM指量化信号 的实际量化电平值;

2.4)各RRH将步骤2.3)得到的N个量化信号转化为b位的二进制,RRH1对应的码字量化特比数的压缩率为Yr,r=1,2…,b;由系统前向链路传输容量b计算得到剩余容量为在N个量化信号中随机选取 个信号进行多一比特的量化,将所有信号通过高速链路发送给BBU;

2.5)BBU译码分为两步,首先对压缩的量化信号进行译码恢复出RRH1的量化信号;

2.6)BBU译码第二步是根据解压缩的量化信号和直传的RRH2量化信号对用户的码字进行译码。用户无速率码ci等概率取0和1,第j个RRH上传到BBU的量化信号为 BBU的软解调器输出第i比特的LLR为: 将RRH1和RRH2量化信号对应的LLR合并后第i比特的LLR为:

式中Δk为量化电平qk所对应的量化区间,a等于b或b+1, 为各RRH处高斯噪声方差,hj为链路信道增益;

BBU在无速率码码图上迭代译码,第0轮迭代译码,译码图中输入节点i的初始LLR为0,输出节点的初始LLR为LLR(i),其中 为量化比特为b+1的数量, 为量化比特为b的数量;

第l轮迭代,消息先从LT输入节点传向LDPC校验节点,LDPC校验节点再将消息传回LT输入节点,LT输入节点再将消息传向LT输出节点,最后LT输出节点将消息和根据对应码字比特量化值计算得到的LLR传回LT输入节点;当该轮输入节点的LLR均值超过LDPC的译码门限xp,再单独在LDPC预编码码图上进行迭代译码;

LDPC预编码子图第0轮迭代译码,LDPC变量节点将前面最后一轮迭代时输入节点的LLR传向LDPC;第l轮迭代,LDPC变量节点将消息传向LDPC校验节点,然后消息从LDPC校验节点传向LDPC变量节点;

判决比特s的对数似然比信息LLR(s),若LLR(s)>0则信息比特s判为0,否则判为1,根据判决输出结果,若译码不正确则继续迭代,若译码正确或达到最大迭代次数t就结束译码。