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专利号: 2019101052735
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法,其特征在于,包括:生成伪随机二进制比特流PBRS信号作为原始二进制比特流输入信号;

将所述PBRS信号送入LDPC编码器产生LDPC编码调制的二进制比特流,并送入交织器进行交织操作;

将交织后的二进制比特流信号基于概率码本LUT进行映射,得到PS‑QAM矢量信号;

将所述PS‑QAM矢量信号通过P点离散傅里叶变换DFT和(Q‑P)点补零的子载波映射,完成扩频;

对扩频后的信号进行Q点快速傅里叶逆变换IFFT后添加循环前缀CP,产生数字PS‑OFDM基带信号,再经过数/模转换转换成模拟PS‑OFDM基带信号,将所述模拟PS‑OFDM基带信号经光强度调制器MZM调制到光载波上,得到PS‑OOFDM信号,送入单模光纤SMF传输;

采用光电检测器PD对所述单模光纤SMF上传输的PS‑OOFDM信号进行光/电转换成模拟PS‑OFDM基带信号;通过模/数转换成数字PS‑OFDM基带信号,去除循环前缀CP后依次进行Q点快速傅里叶变换FFT和P点离散傅里叶逆变换IDFT,获得PS‑QAM矢量信号;通过解映射器和LDPC译码器作为一对软输入软输出SISO进行联合迭代,获得原PRBS输入信号;

将所述PS‑QAM矢量信号通过P点离散傅里叶变换DFT和(Q‑P)点补零操作,具体包括:使用额外的P点离散傅里叶变换DFT产生新的数据符号Ak,如下:其中,P表示携带数据的子载波数;{Xm,m=0,1,...,P‑1}为PS‑QAM矢量信号;

对数据符号{Ak}进行子载波映射,得到其中,P

2.根据权利要求1所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法,其特征在于,将交织后的二进制比特流信号基于概率码本LUT进行映射,得到PS‑QAM矢量信号,具体包括:

n

将交织后的二进制比特流中每n个码元生成一个2 进制符号L;通过查询离线概率码本LUT中第L位置的符号生成PS‑QAM矢量信号。

3.根据权利要求2所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法,其特征在于,所述离线概率码本LUT根据将高阶QAM信号映射到低阶QAM信号的星座图上的原则产生。

4.根据权利要求1所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法,其特征在于,对扩频后的信号进行Q点快速傅里叶逆变换IFFT,具体包括:将序列{Ck’}进行如下Q点快速傅里叶逆变换IFFT:yn=IFFT{ck'},n=0,1,...,Q‑1。

5.根据权利要求1所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法,其特征在于,通过解映射器和LDPC译码器作为一对软输入软输出SISO进行联合迭代,获得原PRBS输入信号,具体包括:

解映射器将PS‑QAM矢量信号的信道接收值Y作为先验信息,计算每个比特的对数似然比LLR,将先验对数似然比记为La,La的初值为0;解映射器根据符号和比特之间的相应转化关系,利用最大后验概率算法得到每个比特的对数似然比LLR;

将获得比特的对数似然比LLR通过LDPC译码器后得到译码器的输出外信息Le,如下:其中,Y表示信道接收值,vj表示交织后每n位二进制码组成的符号标号(j=0,1,...);P表示概率;

解映射器输出的该外信息Le经过解交织后作为先验信息La送入LDPC码译码器,迭代译码之后的输出对数似然比LLR在减去输入的先验La后得到LDPC码译码器的输出外信息Le,即Le=LLR‑La;LDPC码译码器的输出外信息Le在经过交织器后再次送入解映射器,作为解映射器的先验信息,以此迭代循环,直到满足设置的迭代次数而退出迭代,获得原PRBS输入信号。

6.一种基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM系统,其特征在于,包括:信号源模块,用于生成伪随机二进制比特流PBRS信号作为原始二进制比特流输入信号;

编码模块,用于将所述PBRS信号送入LDPC编码器产生LDPC编码调制的二进制比特流后,送入交织器进行交织操作;

概率整形模块,用于将交织后的二进制比特流信号基于概率码本LUT进行映射,得到PS‑QAM矢量信号;

离散傅里叶变换扩频模块,用于将所述PS‑QAM矢量信号通过P点离散傅里叶变换DFT和(Q‑P)点补零的子载波映射,完成扩频;

PS‑OFDM信号调制模块,用于对扩频后的信号进行Q点快速傅里叶逆变换IFFT后添加循环前缀CP,产生数字PS‑OFDM基带信号,再经过数/模转换转换成模拟PS‑OFDM基带信号,将所述模拟PS‑OFDM基带信号经光强度调制器MZM调制到光载波上,得到PS‑OOFDM信号;

链路传输模块,用于在单模光纤SMF上传输所述PS‑OOFDM信号;

信号接收解调模块,用于采用光电检测器PD对所述单模光纤SMF上传输的PS‑OOFDM信号进行光/电转换成模拟PS‑OFDM基带信号;通过模/数转换成数字PS‑OFDM基带信号,去除循环前缀CP后依次进行Q点快速傅里叶变换FFT和P点离散傅里叶逆变换IDFT,获得PS‑QAM矢量信号;通过解映射器和LDPC译码器作为一对软输入软输出SISO进行联合迭代,获得原PRBS输入信号;

将所述PS‑QAM矢量信号通过P点离散傅里叶变换DFT和(Q‑P)点补零操作,具体包括:使用额外的P点离散傅里叶变换DFT产生新的数据符号Ak,如下:其中,P表示携带数据的子载波数;{Xm,m=0,1,...,P‑1}为PS‑QAM矢量信号;

对数据符号{Ak}进行子载波映射,得到其中,P

对扩频后的信号进行Q点快速傅里叶逆变换IFFT,具体包括:将序列{Ck’}进行如下Q点快速傅里叶逆变换IFFT:yn=IFFT{ck'},n=0,1,...,Q‑1。

7.根据权利要求6所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM系统,其特征在于,将交织后的二进制比特流信号基于概率码本LUT进行映射,得到PS‑QAM矢量信号,具体包括:

n

将交织后的二进制比特流中每n个码元生成一个2 进制符号L;通过查询离线概率码本LUT中第L位置的符号生成PS‑QAM矢量信号;

所述离线概率码本LUT根据将高阶QAM信号映射到低阶QAM信号的星座图上的原则产生。

8.根据权利要求6所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM系统,其特征在于,通过解映射器和LDPC译码器作为一对软输入软输出进行联合迭代,获得原PRBS输入信号,具体包括:

解映射器将PS‑QAM矢量信号的信道接收值Y作为先验信息计算每个比特的对数似然比LLR,将先验对数似然比记为La,La的初值为0;解映射器根据符号和比特之间的相应转化关系,利用最大后验概率算法得到每个比特的对数似然比LLR;

将获得比特的对数似然比LLR通过LDPC译码器后得到译码器的输出外信息Le,如下:其中,Y表示信道接收值,vj表示交织后每n位二进制码组成的符号标号(j=0,1,...);P表示概率;

解映射器输出的该外信息Le经过解交织后作为先验信息La送入LDPC码译码器,迭代译码之后的输出对数似然比LLR在减去输入的先验La后得到LDPC码译码器的输出外信息Le,即Le=LLR‑La;LDPC码译码器的输出外信息Le在经过交织器后再次送入解映射器,作为解映射器的先验信息,以此迭代循环,直到满足设置的迭代次数而退出迭代,获得原PRBS输入信号。