本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種信息傳輸方法、裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

gfdm(generalizedfrequencydivisionmultiplexing，廣義頻分復(fù)用)系統(tǒng)是一種靈活的非正交多載波系統(tǒng)。其基于時(shí)頻二維數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行載波調(diào)制，可以靈活配置系統(tǒng)參數(shù)以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，并可以有效降低系統(tǒng)帶外功率泄露，是未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要支撐技術(shù)之一。

在實(shí)際數(shù)字通信過(guò)程中，需要對(duì)傳輸信息的信道進(jìn)行編碼，以提高傳輸信息的安全性與可靠度?，F(xiàn)有g(shù)fdm系統(tǒng)中信道編碼方式為turbo編碼。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：在gfdm系統(tǒng)的發(fā)送端將待發(fā)送的信息經(jīng)過(guò)crc(cyclicredundancycheck,，循環(huán)冗余校驗(yàn))編碼后，利用turbo編碼對(duì)該信息的多個(gè)傳輸信道編碼，之后通過(guò)交織將該信息轉(zhuǎn)化為碼字向量，通過(guò)gfdm系統(tǒng)的正交幅度調(diào)制技術(shù)對(duì)碼字向量調(diào)制，得到碼字向量中的多個(gè)符號(hào)信息。該多個(gè)符號(hào)信息通過(guò)gfdm調(diào)制技術(shù)進(jìn)行調(diào)制，將通過(guò)gfdm調(diào)制的各個(gè)符號(hào)信息疊加，得到調(diào)制信號(hào)。對(duì)該調(diào)制信號(hào)加上循環(huán)前綴得到發(fā)送信息向量。通過(guò)gfdm系統(tǒng)的傳輸信道傳輸該發(fā)送信息向量到接收端。調(diào)制過(guò)程中有相應(yīng)的濾波器對(duì)每個(gè)符號(hào)信息進(jìn)行沖激成形，沖激成形使得各子載波不再相互正交。其中，所有濾波器都是有統(tǒng)一原型濾波器進(jìn)行時(shí)頻域循環(huán)移位所得。

現(xiàn)有g(shù)fdm系統(tǒng)中，在傳輸信道中存在濾波器對(duì)碼字向量中的每個(gè)符號(hào)進(jìn)行信息濾波，濾波使得發(fā)送信息中的各個(gè)符號(hào)信息間存在干擾，該符號(hào)信息間的干擾在頻域上表現(xiàn)為載波間干擾，從而使得gfdm系統(tǒng)信息傳輸?shù)男阅茌^低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種信息傳輸方法、裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，以提高gfdm系統(tǒng)信息傳輸?shù)男阅堋?/p>

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種信息傳輸方法，包括：

根據(jù)兩步信道極化變換方法，確定廣義頻分復(fù)用gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道；

確定各極化碼傳輸信道的可靠度；

獲取待發(fā)送的信息向量，通過(guò)編碼方法對(duì)所述信息向量進(jìn)行編碼，并通過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到發(fā)送信息向量，其中，所述編碼方法至少包括極化碼編碼方法；

在所述至少一個(gè)極化碼傳輸信道中選取與所述發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的目標(biāo)極化碼傳輸信道；

通過(guò)所述目標(biāo)極化碼傳輸信道傳輸所述發(fā)送信息向量到接收端，以使所述接收端通過(guò)預(yù)設(shè)的解調(diào)方法以及譯碼方法對(duì)所述發(fā)送信息向量進(jìn)行處理，得到所述信息向量。

可選地，所述根據(jù)兩步信道極化變換方法，確定廣義頻分復(fù)用gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道，包括：

在gfdm系統(tǒng)中，通過(guò)gfdm信道變換以及二進(jìn)制信道變換，確定所述gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

可選地，所述在gfdm系統(tǒng)中，通過(guò)gfdm信道變換以及二進(jìn)制信道變換，確定所述gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道，包括：

在gfdm系統(tǒng)中，預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量的比特向量通過(guò)正交振幅調(diào)制qam調(diào)制，得到所述預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量的符號(hào)向量，所述符號(hào)向量的每個(gè)符號(hào)含有與所述qam調(diào)制的調(diào)制階數(shù)相對(duì)應(yīng)的比特個(gè)數(shù)，按照符號(hào)向量中所有符號(hào)比特個(gè)數(shù)，將所述gfdm系統(tǒng)的信道劃分為與所述符號(hào)向量中所有符號(hào)比特個(gè)數(shù)相同的至少一個(gè)信道；

對(duì)所述至少一個(gè)信道通過(guò)預(yù)設(shè)二進(jìn)制信道變換的預(yù)設(shè)網(wǎng)格圖映射技術(shù)，得到所述gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

可選地，所述確定各極化碼傳輸信道的可靠度，包括：

通過(guò)蒙特卡洛仿真算法，確定所述各傳輸信道的容量，并確定預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量；

當(dāng)所述預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量與各極化碼傳輸信道的容量相等時(shí)，確定各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差；

通過(guò)高斯近似算法以及各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差，確定各極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值；

針對(duì)每個(gè)極化碼傳輸信道，將該極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值，確定為該極化碼傳輸信道的可靠度。

可選地，所述獲取待發(fā)送信息向量，通過(guò)編碼方法將所述待發(fā)送信息向量編碼以及通過(guò)預(yù)設(shè)信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的所述待發(fā)送信息向量調(diào)制，得到發(fā)送信息向量，包括：

獲取待發(fā)送信息向量，通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)crc編碼對(duì)所述待發(fā)送信息向量編碼，形成帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量；

通過(guò)極化碼編碼方式對(duì)所述帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量編碼，形成極化碼編碼信息向量；

將所述極化碼編碼信息向量交織，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量；

通過(guò)所述qam以及所述gfdm調(diào)制所述極化碼編碼信息向量，得到調(diào)制信號(hào)；

通過(guò)對(duì)所述調(diào)制信號(hào)添加循環(huán)前綴，得到所述發(fā)送信息向量。

可選地，所述通過(guò)交織將所述極化碼編碼信息向量交織，得到對(duì)應(yīng)于所述qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量，包括：

將所述極化碼編碼信息向量中每個(gè)正交信息向量對(duì)應(yīng)的信道進(jìn)行等容量分割，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的所述極化碼編碼信息向量。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種信息傳輸裝置，包括：

極化碼傳輸信道確定模塊，用于根據(jù)兩步信道極化變換方法，確定廣義頻分復(fù)用gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道；

可靠度確定模塊，用于確定各極化碼傳輸信道的可靠度；

發(fā)送信息確定模塊，用于獲取待發(fā)送的信息向量，通過(guò)編碼方法對(duì)所述信息向量進(jìn)行編碼，并通過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到發(fā)送信息向量，其中，所述編碼方法至少包括極化碼編碼方法；

選取模塊，用于在所述至少一個(gè)極化碼傳輸信道中選取與所述發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的目標(biāo)極化碼傳輸信道；

發(fā)送模塊，用于通過(guò)所述目標(biāo)極化碼傳輸信道傳輸所述發(fā)送信息向量到接收端，以使所述接收端通過(guò)預(yù)設(shè)的解調(diào)方法以及譯碼方法對(duì)所述發(fā)送信息向量進(jìn)行處理，得到所述信息向量。

可選地，所述極化碼傳輸信道確定模塊，具體用于在gfdm系統(tǒng)中，通過(guò)gfdm信道變換以及二進(jìn)制信道變換，確定所述gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

可選地，所述極化碼傳輸信道確定模塊，包括：

信道劃分子模塊，用于在gfdm系統(tǒng)中，預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量的比特向量通過(guò)正交振幅調(diào)制qam調(diào)制，得到所述預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量的符號(hào)向量，所述符號(hào)向量的每個(gè)符號(hào)含有與所述qam調(diào)制的調(diào)制階數(shù)相對(duì)應(yīng)的比特個(gè)數(shù)，按照符號(hào)向量中所有符號(hào)比特個(gè)數(shù)，將所述gfdm系統(tǒng)的信道劃分為與所述符號(hào)向量中所有符號(hào)比特個(gè)數(shù)相同的至少一個(gè)信道；

極化碼傳輸信道確定子模塊，用于對(duì)所述至少一個(gè)信道通過(guò)預(yù)設(shè)二進(jìn)制信道變換的預(yù)設(shè)網(wǎng)格圖映射技術(shù)，得到所述gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

可選地，所述可靠度確定模塊，包括：

容量確定子模塊，用于通過(guò)蒙特卡洛仿真算法，確定所述各傳輸信道的容量，并確定預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量；

第一計(jì)算子模塊，用于當(dāng)所述預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量與各極化碼傳輸信道的容量相等時(shí)，確定各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差；

第二計(jì)算子模塊，用于通過(guò)高斯近似算法以及各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差，確定各極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值；

可靠度確定子模塊，用于針對(duì)每個(gè)極化碼傳輸信道，將該極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值，確定為該極化碼傳輸信道的可靠度。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種電子設(shè)備，包括處理器、通信接口、存儲(chǔ)器和通信總線，其中，處理器，通信接口，存儲(chǔ)器通過(guò)通信總線完成相互間的通信；

存儲(chǔ)器，用于存放計(jì)算機(jī)程序；

處理器，用于執(zhí)行存儲(chǔ)器上所存放的程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的方法步驟。

第四方面，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的方法步驟。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信息傳輸方法、裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，利用極化碼的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)兩步信道極化變換將傳統(tǒng)gfdm系統(tǒng)信道劃分以構(gòu)造極化碼傳輸信道，通過(guò)在極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的至少一個(gè)極化碼傳輸信道，利用該至少一個(gè)極化碼傳輸信道傳輸信息，使得利用極化碼的編碼方式傳輸信息向量時(shí)更好的適應(yīng)gfdm系統(tǒng)，提高了gfdm系統(tǒng)傳輸信息的性能。另外，極化碼相比于turbo編碼在譯碼時(shí)的復(fù)雜度更低。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法中g(shù)fdm系統(tǒng)的兩步信道變換示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法中g(shù)fdm調(diào)制過(guò)程示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法的至少一個(gè)極化碼傳輸信道的信道容量分布圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法發(fā)送信息向量在gfdm系統(tǒng)傳輸過(guò)程示意圖；

圖6(a)為本發(fā)明實(shí)施例的gfdm系統(tǒng)傳統(tǒng)awgn信道傳輸下不同調(diào)制階數(shù)的誤塊率性能仿真對(duì)比結(jié)果圖；

圖6(b)為本發(fā)明實(shí)施例的單徑瑞利信道傳輸下不同調(diào)制階數(shù)的誤塊率性能仿真對(duì)比結(jié)果圖；

圖6(c)為本發(fā)明實(shí)施例的單徑瑞利信道傳輸下配置參數(shù)不同的誤塊率性能仿真對(duì)比結(jié)果圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的一種電子設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

以下通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種信息傳輸方法，如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法流程圖，包括：

s101，根據(jù)兩步信道極化變換方法，確定廣義頻分復(fù)用gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

極化碼是一種新型編碼方式，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)二進(jìn)制輸入離散無(wú)記憶信道(例如二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道)和二進(jìn)制擦除信道的容量進(jìn)行代碼構(gòu)造。在本發(fā)明實(shí)施例中，可以利用gfdm系統(tǒng)的載波間干擾特性，構(gòu)造與gfdm系統(tǒng)信道良好適配的極化碼。在使用極化碼對(duì)信息編碼時(shí)，首先需要構(gòu)造極化碼傳輸信道，使得gfdm系統(tǒng)的信道更適合極化碼編碼信息的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)降低gfdm系統(tǒng)的差錯(cuò)性能，提高gfdm系統(tǒng)信息傳輸?shù)男阅堋?/p>

在本發(fā)明實(shí)施例中，基于比特交織編碼調(diào)制的原理，通過(guò)兩步信道極化變化方法，對(duì)gfdm系統(tǒng)信道分離形成多條適合極化碼傳輸?shù)男诺?，?duì)應(yīng)形成本發(fā)明實(shí)施例中的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例兩步信道極化變換方法采用gfdm信道變換以及二進(jìn)制信道變換的方法，在gfdm系統(tǒng)發(fā)送端對(duì)信道分離，形成至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

s102，確定各極化碼傳輸信道的可靠度。

在上述得到gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道后，可計(jì)算出每個(gè)極化碼傳輸信道的可靠度。

具體地，可以設(shè)置預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量，對(duì)應(yīng)在接收端接收到預(yù)設(shè)接收信息向量，該預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量為提前設(shè)定的已知含有0、1的一串二進(jìn)制信息向量。預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量在接收端對(duì)應(yīng)形成預(yù)設(shè)接收信息向量，該預(yù)設(shè)接收信息向量通過(guò)mmse(minimummeansquareerror，最小均方誤差)接收機(jī)后得到含有軟信息的符號(hào)向量其中，包含相應(yīng)發(fā)送端預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量中的符號(hào)信息dn、其余符號(hào)對(duì)dn的干擾以及加性噪聲。在傳輸過(guò)程中每個(gè)符號(hào)信息中的每個(gè)比特占用一個(gè)信道傳輸，符號(hào)信息dn的第j個(gè)比特表示為bn,j，其比特似然比表示為λ(bn,j)，bn,j與λ(bn,j)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)變量分別表示為bn,j與ln,j。通過(guò)蒙特卡洛仿真方法，計(jì)算各傳輸信道的容量以及預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量。之后，通過(guò)預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量與各極化碼傳輸信道的容量相等，確定各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差。最后，通過(guò)高斯近似算法以及各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差，確定每個(gè)極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值，將每個(gè)極化碼傳輸信道的均值確定為每個(gè)極化碼傳輸信道的可靠度。

s103，獲取待發(fā)送的信息向量，通過(guò)編碼方法對(duì)信息向量進(jìn)行編碼，并通過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到發(fā)送信息向量，其中，編碼方法至少包括極化碼編碼方法。

得到每個(gè)極化碼傳輸信道的可靠度后，gfdm系統(tǒng)的發(fā)送端可以獲取v比特的二進(jìn)制待發(fā)送的信息向量，該待發(fā)送的信息向量經(jīng)過(guò)crc得到包含v比特的信號(hào)向量，其中包含原v信息比特以及r比特的crc校驗(yàn)序列，即v＝v+r。經(jīng)過(guò)極化碼編碼方法得到包含vc比特的編碼后的信息向量。通過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到發(fā)送信息向量。該預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法可為qam，在qam后經(jīng)過(guò)濾波器的沖激成形形成濾波數(shù)據(jù)，所有濾波數(shù)據(jù)疊加得到gfdm調(diào)制信號(hào)，對(duì)gfdm調(diào)制信號(hào)添加循環(huán)前綴后得到發(fā)送信息向量。

s104，在至少一個(gè)極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的目標(biāo)極化碼傳輸信道。

上述在gfdm系統(tǒng)發(fā)送端得到發(fā)送信息向量后，可以進(jìn)一步在gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道中，選取與該發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同的前幾個(gè)可靠度高的多個(gè)極化碼傳輸信道，將選好的多個(gè)極化碼傳輸信道作為本發(fā)明實(shí)施例中傳輸該極化碼信息的目標(biāo)極化碼傳輸信道。

s105，通過(guò)目標(biāo)極化碼傳輸信道傳輸發(fā)送信息向量到接收端，以使接收端通過(guò)預(yù)設(shè)的解調(diào)方法以及譯碼方法對(duì)發(fā)送信息向量進(jìn)行處理，得到信息向量。

該極化碼信息通過(guò)gfdm系統(tǒng)的目標(biāo)極化碼傳輸信道，gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道中剩余極化碼傳輸信道用全0或全1填充，通過(guò)gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道傳輸信息，以使接收端通過(guò)預(yù)設(shè)的解調(diào)方法以及譯碼方法對(duì)發(fā)送信息向量進(jìn)行處理，得到信息向量。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信息傳輸方法，利用極化碼的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)兩步信道極化變換將傳統(tǒng)gfdm系統(tǒng)信道劃分以構(gòu)造極化碼傳輸信道，通過(guò)在極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的至少一個(gè)極化碼傳輸信道，利用該至少一個(gè)極化碼傳輸信道傳輸信息，使得利用極化碼的編碼方式傳輸信息向量時(shí)更好的適應(yīng)gfdm系統(tǒng)，提高了gfdm系統(tǒng)傳輸信息的性能。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸方法的一種實(shí)施例中，根據(jù)兩步信道極化變換方法，確定廣義頻分復(fù)用gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道，可參見(jiàn)圖2。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法中g(shù)fdm系統(tǒng)的兩步信道變換示意圖，包括：在gfdm系統(tǒng)中，通過(guò)gfdm信道變換以及二進(jìn)制信道變換，確定gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

第一步，gfdm信道變換：在gfdm系統(tǒng)中，預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量的比特向量通過(guò)正交振幅調(diào)制qam調(diào)制，得到預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量的符號(hào)向量，符號(hào)向量的每個(gè)符號(hào)含有與qam調(diào)制的調(diào)制階數(shù)相對(duì)應(yīng)的比特個(gè)數(shù)，按照符號(hào)向量中所有符號(hào)比特個(gè)數(shù)，將gfdm系統(tǒng)的信道劃分為與符號(hào)向量中所有符號(hào)比特個(gè)數(shù)相同的至少一個(gè)信道。

本發(fā)明實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)gfdm系統(tǒng)的發(fā)送端流程依次傳輸，得到預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量形成的預(yù)設(shè)接收信息向量后，在接收端獲取該預(yù)設(shè)接收信息向量，根據(jù)該預(yù)設(shè)接收信息向量依次反推極化碼傳輸信道的可靠度，最終在發(fā)送端選取可靠度高的目標(biāo)極化碼傳輸信道進(jìn)行極化碼信息傳輸。

具體地，發(fā)送端信源產(chǎn)生包含jn比特的預(yù)設(shè)待發(fā)送的信息向量b，該預(yù)設(shè)待發(fā)送的信息向量b可采用全0或全1的信息向量。g表示沖激成形濾波器在時(shí)域上的循環(huán)移位關(guān)系，w表示沖激成形濾波器在頻域上的移位關(guān)系，其中w1,1...wn,1...wi,j...wn,j表示設(shè)待發(fā)送的信息向量中每比特信息對(duì)應(yīng)進(jìn)入星座調(diào)制的傳輸信道。j表示2^jqam的調(diào)制階數(shù)。該預(yù)設(shè)待發(fā)送的信息向量b包含n個(gè)符號(hào)信息的復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)塊d，此數(shù)據(jù)塊可以分解為m個(gè)子符號(hào)，每個(gè)子符號(hào)包含k個(gè)子載波，因此n＝km。用d1,1...d1,m...dk,1...dk,m表示復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)塊d中每個(gè)符號(hào)上傳輸?shù)淖虞d波數(shù)據(jù)。g1,1...g1,m...gk,1...gk,m表示gfdm調(diào)制過(guò)程中經(jīng)過(guò)的沖激成形濾波器。將經(jīng)過(guò)gfdm調(diào)制后的所有調(diào)制信息疊加得到的預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量可設(shè)為x＝(x1,x2,…,xn)。得到的預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量經(jīng)過(guò)gfdm系統(tǒng)信道傳輸?shù)浇邮斩?，接收端接收到該預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量形成的預(yù)設(shè)接收信息向量可設(shè)為y＝(y1,y2,…,yn)。此時(shí)可用平均互信息i(x；y)來(lái)表示信道容量，則gfdm信道變換如下：

因?yàn)閤＝(x1,x2,…,xn)包含n個(gè)符號(hào)信息，則首先可以將gfdm系統(tǒng)信道容量拆分到符號(hào)級(jí)，即則將gfdm系統(tǒng)信道分解成了n個(gè)信道，又因?yàn)閝am調(diào)制階數(shù)為j，因此每個(gè)符號(hào)xn都對(duì)應(yīng)j個(gè)比特，設(shè)為bn＝(bn,1,bn,2,…,bn,j),n＝1,2,…,n，因此可以進(jìn)一步將信道容量拆分到比特級(jí)，即則將gfdm系統(tǒng)信道分解成了jn個(gè)子信道，即完成了第一步gfdm信道變換。

第二步，二進(jìn)制信道變換：對(duì)至少一個(gè)信道通過(guò)預(yù)設(shè)二進(jìn)制信道變換的預(yù)設(shè)網(wǎng)格圖映射技術(shù)，得到gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

在上述得到j(luò)n個(gè)gfdm信道之后，對(duì)其進(jìn)行并行的二進(jìn)制信道極化變換，即為對(duì)gfdm信道通過(guò)預(yù)設(shè)二進(jìn)制信道變換的預(yù)設(shè)網(wǎng)格圖映射技術(shù)，得到j(luò)n個(gè)比特極化信道，完成第二步二進(jìn)制信道變換，形成本發(fā)明實(shí)施例的gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

可見(jiàn)，通過(guò)兩步信道變換可將gfdm系統(tǒng)的信道劃分成適合極化碼傳輸?shù)闹辽僖粋€(gè)極化碼傳輸信道，使得gfdm系統(tǒng)與極化碼更好的結(jié)合，降低使用極化碼編碼得到的發(fā)送信道的錯(cuò)誤率，從而提高gfdm系統(tǒng)的傳輸性能。

在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸方法的一種實(shí)施例中，信息傳輸方法中g(shù)fdm系統(tǒng)的預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法調(diào)制過(guò)程可如圖3所示。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法中g(shù)fdm調(diào)制過(guò)程示意圖。

gfdm系統(tǒng)發(fā)送端信源產(chǎn)生包含v比特的待發(fā)送的信息向量，經(jīng)過(guò)crc、信道編碼及交織，得到包含vc比特的碼字向量。通過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法對(duì)碼字向量進(jìn)行調(diào)制，該預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法可為qam以及gfdm。利用qam以及gfdm的調(diào)制過(guò)程可如圖3所示。

例如，采用qam調(diào)制時(shí)，通過(guò)qam對(duì)碼字向量調(diào)制得到包含n個(gè)符號(hào)信息的復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)塊d，即為圖3中d1...dn。此數(shù)據(jù)塊可以分解為m個(gè)子符號(hào)，每個(gè)子符號(hào)包含k個(gè)子載波，用dk,m表示任一復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)塊d中第m個(gè)子符號(hào)，第k個(gè)子載波上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，k＝1,2,…,k，m＝1,2,…,m。g1,1...g1,m...gk,1...gk,m表示調(diào)制過(guò)程中每個(gè)dk,m對(duì)應(yīng)經(jīng)過(guò)的沖激成形濾波器，δ[n]...δ[n-(m-1)k]表示與任一dk,m符號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的符號(hào)時(shí)域上的移位，g[nmodn]表示與任一符號(hào)數(shù)據(jù)dn對(duì)應(yīng)的原型濾波器，表示與任一dk,m符號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的頻域上的移位，x[1],...,x[n]表示與d1...dn對(duì)應(yīng)的濾波數(shù)據(jù)。gk,m表示沖激成形濾波器中的任一沖激成形濾波器，該gk,m均由同一個(gè)原型濾波器g＝(g[1],g[2],…,g[n])^t通過(guò)時(shí)頻域循環(huán)移位得到。gk,m計(jì)算公式如下：

其中，k＝1,2,…,k，m＝1,2,…,m，n＝1,2,…,n。任一數(shù)據(jù)dk,m經(jīng)過(guò)與其對(duì)應(yīng)的沖激成形濾波器進(jìn)行濾波后得到濾波數(shù)據(jù)，將所有濾波數(shù)據(jù)疊加即得到gfdm調(diào)制信號(hào)x[1],...,x[n]，該調(diào)制信號(hào)x[1],...,x[n]中的任一調(diào)制信號(hào)x[n]計(jì)算公式如下：

將gfdm調(diào)制形成的調(diào)制信號(hào)向量表示為x：x＝ad。

其中，d＝(d[1],d[2],…,d[n])^t表示復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)信號(hào)，x＝(x[1],x[2],…,x[n])^t表示gfdm調(diào)制信號(hào)向量，a表示n×n的gfdm調(diào)制矩陣，由所有沖激成形濾波器排列組成。即

a＝(g1,1,g2,1…,gk,1,g1,2,g2,2,…,gk,2,…,g1,m,g2,m,…,gk,m)，

g1,1＝g＝(g[1],g[2],…,g[n])^t，

g1,2＝(g[(1-k)modn],g[(2-k)modn],…,g[(n-k)modn])^t

a矩陣實(shí)際上可以表示為兩個(gè)矩陣的點(diǎn)積(相同位置的元素對(duì)應(yīng)相乘)，即a＝g⊙w，g矩陣表示沖激成形濾波器gk,m在時(shí)域上的循環(huán)移位關(guān)系，w矩陣表示濾波器gk,m在頻域上的移位關(guān)系。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸方法的一種實(shí)施例中，確定各極化碼傳輸信道的可靠度，可以包括：

步驟一，通過(guò)蒙特卡洛仿真算法，確定各傳輸信道的容量，并確定預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量。

具體為，在gfdm系統(tǒng)的接收端接收到接收信號(hào)y，該接收信號(hào)y通過(guò)最小均方誤差接收機(jī)后得到含有軟信息的符號(hào)向量其中，表示噪聲的協(xié)方差矩陣。a表示n×n的gfdm調(diào)制矩陣，h表示n×n的循環(huán)卷積矩陣，這里的ha可以視為一個(gè)整體，在信號(hào)檢測(cè)的過(guò)程中已經(jīng)進(jìn)行了信道均衡。中的各符號(hào)信息間存在干擾，實(shí)際上包含相應(yīng)發(fā)送端符號(hào)信息dn、其余符號(hào)對(duì)dn的干擾以及加性噪聲，符號(hào)向量公式如下：

其中，c＝bmmsea，表示其他符號(hào)對(duì)相應(yīng)發(fā)送端調(diào)制符號(hào)dn的干擾，表示噪聲。因此，sinr(signaltointerferenceplusnoisepower，信干噪比)可以表示如下：

其中，es表示發(fā)送端符號(hào)信息的平均功率，n0表示噪聲功率。

通過(guò)sinr，可以得到精確后的軟符號(hào)以計(jì)算dn中每比特的llr(log-likelihoodratio，對(duì)數(shù)似然比)，對(duì)數(shù)似然比llr公式如下：

其中，bn,j表示符號(hào)信息dn的第j個(gè)比特，其比特llr表示為λ(bn,j)，bn,j與λ(bn,j)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)變量分別表示為bn,j與ln,j。

通過(guò)蒙特卡洛仿真算法，估計(jì)得到概率密度函數(shù)p(ln,j|bn,j)，進(jìn)而得到bn,j的信道容量i(n,j)，具體公式如下：

根據(jù)上述計(jì)算方式，計(jì)算得到接收信號(hào)y的符號(hào)向量中每個(gè)符號(hào)的每個(gè)比特對(duì)應(yīng)使用的極化碼傳輸信道的信道容量。

計(jì)算得到預(yù)設(shè)biawgn(binaryinputadditivewhitegaussiannoise，二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道)模型的信道容量，biawgn模型的信道容量i(σ²)計(jì)算公式如下：

其中，ε＝1-2b，exp(·)表示自然常數(shù)e＝2.71828…為底的指數(shù)運(yùn)算，v＝(1-2b)+z，b∈{0,1}，表示均值為0且方差為σ²的高斯分布。

步驟二，當(dāng)預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量與各極化碼傳輸信道的容量相等時(shí)，確定各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差。

具體地，將上述預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型的信道容量與每個(gè)極化碼傳輸信道的容量相等，也就是求解如下方程：

i(n,j)＝i(σ²)

根據(jù)該方程，即可得每個(gè)極化碼傳輸信道的等效噪聲方差σ²。

步驟三，通過(guò)高斯近似算法以及各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差，確定各極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值。

步驟四，針對(duì)每個(gè)極化碼傳輸信道，將該極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值，確定為該極化碼傳輸信道的可靠度。

具體地，使用高斯近似算法計(jì)算各極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值，將該極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值作為比特極化信道的可靠度，即對(duì)數(shù)似然比高斯分布的均值越大，極化碼傳輸信道的可靠度就越高。最終選取可靠度高的極化碼傳輸信道進(jìn)行信號(hào)傳輸。

可見(jiàn)，通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例確定出每個(gè)極化碼傳輸信道的可靠度后，可選取可靠度高的極化碼傳輸信道進(jìn)行極化碼編碼信息的傳輸，提高gfdm系統(tǒng)傳輸極化碼編碼信息的可靠性，從而提高gfdm系統(tǒng)的性能。

在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸方法的一種實(shí)施例中，通過(guò)蒙特卡洛仿真算法，確定各傳輸信道的容量，可如圖4所示。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法的至少一個(gè)極化碼傳輸信道的信道容量分布圖。圖4中圓圈表示第一步gfdm信道變換形成的信道，點(diǎn)表示二進(jìn)制信道變換形成的信道，圖4中采用16進(jìn)制qam調(diào)制。從圖4中可知，第1、3比特對(duì)應(yīng)信道的信道容量相等，第2、4比特對(duì)應(yīng)信道的信道容量相等。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸方法的一種實(shí)施例中，獲取待發(fā)送信息向量，通過(guò)編碼方法將待發(fā)送信息向量編碼以及通過(guò)預(yù)設(shè)信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的待發(fā)送信息向量調(diào)制，得到發(fā)送信息向量，包括：

獲取待發(fā)送信息向量，通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)crc編碼對(duì)待發(fā)送信息向量編碼，形成帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量。

在對(duì)gfdm系統(tǒng)信道劃分形成至少一個(gè)極化碼信道后，當(dāng)發(fā)送信息時(shí)，可在該gfdm系統(tǒng)的信源處獲取待發(fā)送信息向量，通過(guò)該gfdm系統(tǒng)的crc對(duì)待發(fā)送信息向量編碼形成本發(fā)明實(shí)施例中帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量。

通過(guò)極化碼編碼方式對(duì)帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量編碼，形成極化碼編碼信息向量。

在上述對(duì)待發(fā)送信息向量crc編碼后，獲取帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量，通過(guò)極化碼編碼方式對(duì)帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量編碼，形成本發(fā)明實(shí)施例中的極化碼編碼信息向量。

通過(guò)交織將極化碼編碼信息向量交織，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量。

發(fā)送信息向量要經(jīng)過(guò)信道傳輸過(guò)程中，實(shí)際的信道往往是具有衰落特性的，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的深衰落谷點(diǎn)會(huì)影響到相繼一串發(fā)送信息中符號(hào)信息的比特發(fā)生錯(cuò)誤。交織即為將突發(fā)差錯(cuò)的一串比特分散開(kāi)，變成一個(gè)個(gè)隨機(jī)獨(dú)立差錯(cuò)。

具體地，在上述編碼完成形成極化碼編碼信息向量后，獲取該極化碼編碼信息向量，基于“不同符號(hào)信息中相同位置比特對(duì)應(yīng)的極化碼傳輸信道的信道容量非常接近”這個(gè)結(jié)論對(duì)極化碼編碼信息向量交織，形成對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量。

通過(guò)qam以及gfdm調(diào)制極化碼編碼信息向量，得到調(diào)制信號(hào)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，可通過(guò)qam以及gfdm對(duì)極化碼編碼信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到調(diào)制信號(hào)。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法的預(yù)設(shè)調(diào)制方法并不限于qam以及gfdm，其他調(diào)制方法也是可取的。

通過(guò)對(duì)調(diào)制信號(hào)添加循環(huán)前綴，得到發(fā)送信息向量。

在上述對(duì)極化碼編碼信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到調(diào)制信號(hào)后，在該調(diào)制信號(hào)前添加循環(huán)前綴，得到極化碼編碼形成的發(fā)送信息向量。

可見(jiàn)，通過(guò)本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)將待發(fā)送信息向量使用極化碼編碼方法形成極化碼編碼信息，通過(guò)預(yù)設(shè)調(diào)制方式對(duì)編碼信息調(diào)制，最終形成極化碼編碼的發(fā)送信息向量。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸方法的一種實(shí)施例中，將極化碼編碼信息向量交織，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量，包括：

將極化碼編碼信息向量中每個(gè)正交信息向量對(duì)應(yīng)的信道進(jìn)行等容量分割，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用了更加簡(jiǎn)化的交織，即為將極化碼編碼信息向量中每個(gè)正交信息向量對(duì)應(yīng)的信道進(jìn)行等容量分割，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量。具體如下：

在本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)傳輸參數(shù)，將gfdm系統(tǒng)信道分解為jn個(gè)極化碼傳輸信道，最優(yōu)的交織方法是指直接將全部jn個(gè)極化碼傳輸信道分為兩組，每組有jn/2個(gè)極化碼傳輸信道。分組的原則是要保證這兩組信道各自的信道容量之和相等，這樣分組的操作就是等容量分割。然后再對(duì)這兩組信道分別進(jìn)行等容量分割，以此類(lèi)推，一直按等容量的準(zhǔn)則分組下去，直到最后，各組內(nèi)只有兩個(gè)極化碼傳輸信道，這時(shí)算法終止。

最優(yōu)交織性能雖好，但當(dāng)jn的值很大時(shí)，交織的復(fù)雜度會(huì)非常高。

本發(fā)明實(shí)施例中基于“不同符號(hào)信息中相同位置比特對(duì)應(yīng)的極化碼傳輸信道的信道容量非常接近”這個(gè)結(jié)論，只在每個(gè)正交幅度調(diào)制符號(hào)對(duì)應(yīng)的信道內(nèi)進(jìn)行等容量分割操作。即首先將jn個(gè)gfdm系統(tǒng)的極化碼傳輸信道分解為2n個(gè)組(因?yàn)閚是正交幅度調(diào)制qam符號(hào)的個(gè)數(shù)，又考慮了每個(gè)qam符號(hào)實(shí)部和虛部的等價(jià)性)，每組包含j/2個(gè)極化碼傳輸信道，然后同時(shí)即并行地對(duì)這2n個(gè)極化碼傳輸信道組執(zhí)行等容量分割，即可完成對(duì)子信道中突發(fā)差錯(cuò)的一串比特分散開(kāi)，完成交織過(guò)程，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量。

可見(jiàn)，在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)交織將極化碼編碼信息向量中每個(gè)正交信息向量對(duì)應(yīng)的信道進(jìn)行等容量分割，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量，可簡(jiǎn)化交織的復(fù)雜度，提高交織過(guò)程的效率。

在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸方法的一種實(shí)施例中，發(fā)送信息在的gfdm系統(tǒng)傳輸過(guò)程可如圖5所示。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法發(fā)送信息向量在gfdm系統(tǒng)傳輸過(guò)程示意圖。

在圖5中，gfdm系統(tǒng)發(fā)送端信源產(chǎn)生包含v比特的待發(fā)送信息向量b，經(jīng)過(guò)crc編碼得到包含v比特的信號(hào)向量，其包含原v比特待發(fā)送信息以及r比特的crc校驗(yàn)序列，即v＝v+r。經(jīng)過(guò)信道編碼，得到包含vc比特的碼字向量，編碼碼率定義為r＝v/vc。對(duì)碼字向量進(jìn)行交織以及星座調(diào)制，在本發(fā)明實(shí)施例中可采用qam，調(diào)制階數(shù)為j，得到包含n個(gè)符號(hào)的復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)塊d，此數(shù)據(jù)塊可以分解為m個(gè)子符號(hào)，每個(gè)子符號(hào)包含k個(gè)子載波，因此n＝km。用dk,m表示在第m個(gè)子符號(hào)，第k個(gè)子載波上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，k＝1,2,…,k，m＝1,2,…,m，dk,m經(jīng)過(guò)的沖激成形濾波器用gk,m表示，所有g(shù)k,m組成大小為n×n的gfdm調(diào)制矩陣a，所有濾波數(shù)據(jù)疊加得到gfdm調(diào)制信號(hào)x＝ad。對(duì)調(diào)制信號(hào)添加長(zhǎng)度為ncp的循環(huán)前綴后得到發(fā)送信息向量無(wú)線信道表示為其中，nch為信道的長(zhǎng)度，經(jīng)過(guò)信道傳輸后，在接收端的形成的信號(hào)為其中，表示信道卷積矩陣，它是由信道沖激響應(yīng)h形成的大小為(n+ncp+nch-1)×(n+ncp)的帶對(duì)角矩陣，表示加性白高斯噪聲，其中，表示噪聲方差。

假設(shè)接收端經(jīng)過(guò)理想同步，接收到信號(hào)對(duì)該信號(hào)去掉循環(huán)前綴得到信號(hào)y，其中y＝hx+z，h為n×n的循環(huán)卷積矩陣。接收端的mmse接收機(jī)得到該信號(hào)y中的符號(hào)向量其中，包含相應(yīng)發(fā)送端符號(hào)信息dn、其余符號(hào)對(duì)dn的干擾以及加性噪聲。通過(guò)接收端預(yù)設(shè)星座解調(diào)技術(shù)、解交織以及預(yù)設(shè)信道譯碼技術(shù)對(duì)該信號(hào)y的符號(hào)向量解碼，最后在通過(guò)crc譯碼，得到帶有干擾的發(fā)送端的二進(jìn)制信號(hào)向量至此完成整個(gè)信息的傳輸過(guò)程。

在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸方法的一種實(shí)施例中，為了更好地體現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的gfdm系統(tǒng)的性能更佳，以下通過(guò)具體仿真結(jié)果說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸方法性能仿真對(duì)比結(jié)果，包括圖6(a)、圖6(b)以及圖6(c)。

在gfdm系統(tǒng)中，每個(gè)發(fā)送信息向量的數(shù)據(jù)塊包含的傳輸符號(hào)數(shù)配置為n＝128，沖激成形濾波器為升余弦滾降濾波器。原有turbo編碼的gfdm系統(tǒng)中采用3gpplte標(biāo)準(zhǔn)turbo編碼及速率適配算法，譯碼采用對(duì)數(shù)最大后驗(yàn)概率算法，最大迭代次數(shù)為8。本發(fā)明實(shí)施例的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)的譯碼方案采用aca-scl(aidedcrcadaptivesuccessivecancellationlist,循環(huán)冗余校驗(yàn)輔助的自適應(yīng)連續(xù)消除列表)算法，最大列表長(zhǎng)度為32。兩方案中編碼碼率均為0.5且都采用crc-24碼。

圖6(a)為本發(fā)明實(shí)施例的gfdm系統(tǒng)傳統(tǒng)awgn(additivewhitegaussiannoise，加性高斯白噪聲)信道傳輸下不同調(diào)制階數(shù)的誤塊率性能仿真對(duì)比結(jié)果圖。在圖6(a)中，配置子載波數(shù)k＝16，子符號(hào)數(shù)m＝8，濾波器的滾降因子α＝0.1。曲線1polarqpsk表示采用正交相移鍵控調(diào)制的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線2lteturboqpsk表示采用正交相移鍵控調(diào)制的turbo編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線3polar16qam表示采用16進(jìn)制qam調(diào)制的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線4lteturbo16qam表示采用16進(jìn)制qam調(diào)制的turbo編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線5polar64qam表示采用64進(jìn)制qam調(diào)制的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線6lteturbo64qam表示采用64進(jìn)制qam調(diào)制的turbo碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖。由圖6(a)可知，本發(fā)明實(shí)施例的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)的性能比turbo編碼的gfdm系統(tǒng)好1～2db，且性能增益隨著調(diào)制階數(shù)j的增加而增大。

圖6(b)為本發(fā)明實(shí)施例的單徑瑞利信道傳輸下不同調(diào)制階數(shù)的誤塊率性能仿真對(duì)比結(jié)果圖。在圖6(b)中其他配置不變，信道變?yōu)閱螐饺鹄诺?。曲線apolarqpsk表示采用正交相移鍵控調(diào)制的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線blteturboqpsk表示采用正交相移鍵控調(diào)制的turbo碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線cpolar16qam表示采用16進(jìn)制qam調(diào)制的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線dlteturbo16qam表示采用16進(jìn)制qam調(diào)制的turbo碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線epolar64qam表示采用64進(jìn)制qam調(diào)制的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線flteturbo64qam表示采用64進(jìn)制qam調(diào)制的turbo碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖。此時(shí)的仿真結(jié)果與圖6(a)中類(lèi)似，本發(fā)明實(shí)施例的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)的性能比turbo編碼的gfdm系統(tǒng)好，且性能增益隨著調(diào)制階數(shù)j的增加而增大。

圖6(c)為本發(fā)明實(shí)施例的單徑瑞利信道傳輸下配置參數(shù)不同的誤塊率性能仿真對(duì)比結(jié)果圖。圖6(c)中，子載波數(shù)k，子符號(hào)數(shù)m以及濾波器滾降因子α可靈活配置，調(diào)制方式為16qam，經(jīng)過(guò)單徑瑞利信道。曲線g表示α＝0.1k＝16m＝8的環(huán)境下極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線h表示α＝0.9k＝16m＝8的環(huán)境下極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線i表示α＝0.1k＝32m＝4的環(huán)境下極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線j表示α＝0.1k＝16m＝8的環(huán)境下turbo編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線k表示α＝0.9k＝16m＝8的環(huán)境下turbo編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖，曲線l表示α＝0.1k＝32m＝4的環(huán)境下的turbo碼編碼的gfdm系統(tǒng)曲線圖。

由圖6(c)可知，在滾降因子一定時(shí)，不同的子載波數(shù)，子符號(hào)數(shù)配置對(duì)系統(tǒng)性能有顯著的影響，子載波數(shù)k＝16，子符號(hào)數(shù)m＝8時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)性能比子載波數(shù)k＝32，子符號(hào)數(shù)m＝4時(shí)的性能好大約1db，相應(yīng)的turbo編碼的gfdm系統(tǒng)的性能差距甚至有1.6db。這是因?yàn)椴煌淖虞d波數(shù)，子符號(hào)數(shù)配置會(huì)直接影響gfdm系統(tǒng)內(nèi)干擾的特性。此外，當(dāng)子載波數(shù)，子符號(hào)數(shù)配置一定時(shí)，濾波器的滾降因子α＝0.9時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)與turbo編碼的gfdm系統(tǒng)的性能都比α＝0.1時(shí)的性能差0.4db左右。這是因?yàn)闈L降因子越大，系統(tǒng)符號(hào)間干擾越嚴(yán)重。

最后，本發(fā)明實(shí)施例還比較了極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)與turbo編碼的gfdm系統(tǒng)的譯碼復(fù)雜度。在極化碼編碼的gfdm系統(tǒng)中，采用aca-scl極化譯碼算法。該譯碼復(fù)雜度包含兩部分：計(jì)算復(fù)雜度與路徑選擇復(fù)雜度其中，表示平均列表長(zhǎng)度，v表示信息位的長(zhǎng)度。當(dāng)誤塊率bler為10^-3時(shí)，約等于2，且最大列表長(zhǎng)度為32。在turbo碼編碼的gfdm系統(tǒng)中，由于有兩個(gè)分量碼，且每個(gè)柵格時(shí)間節(jié)點(diǎn)有4個(gè)度量值要更新，因此譯碼復(fù)雜度為2·4·2^γvit，其中γ表示分量碼的記憶長(zhǎng)度，如turbo碼的記憶長(zhǎng)度為3，it為最大迭代次數(shù)，這里it＝8。當(dāng)n＝128，j＝4，r＝0.5，v＝j(luò)n·r＝256時(shí)，計(jì)算可得turbo碼的譯碼復(fù)雜度為1.31×10⁵，而極化碼的譯碼復(fù)雜度為1.02×10⁴，極化碼編碼的譯碼復(fù)雜度明顯小于turbo碼的譯碼復(fù)雜度。

可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例采用的極化碼編碼，在譯碼時(shí)復(fù)雜度低于turbo碼的譯碼復(fù)雜度。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種信息傳輸裝置，如圖7所示，圖7為本發(fā)明實(shí)施例的一種信息傳輸裝置示意圖，包括：

極化碼傳輸信道確定模塊701，用于根據(jù)兩步信道極化變換方法，確定廣義頻分復(fù)用gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道；

可靠度確定模塊702，用于確定各極化碼傳輸信道的可靠度；

發(fā)送信息確定模塊703，用于獲取待發(fā)送的信息向量，通過(guò)編碼方法對(duì)信息向量進(jìn)行編碼，并通過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到發(fā)送信息向量，其中，編碼方法至少包括極化碼編碼方法；

選取模塊704，用于在至少一個(gè)極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的目標(biāo)極化碼傳輸信道；

發(fā)送模塊705，用于通過(guò)目標(biāo)極化碼傳輸信道傳輸發(fā)送信息向量到接收端，以使接收端通過(guò)預(yù)設(shè)的解調(diào)方法以及譯碼方法對(duì)發(fā)送信息向量進(jìn)行處理，得到信息向量。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信息傳輸裝置，利用極化碼的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)兩步信道極化變換將傳統(tǒng)gfdm系統(tǒng)信道劃分以構(gòu)造極化碼傳輸信道，通過(guò)在極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的至少一個(gè)極化碼傳輸信道，利用該至少一個(gè)極化碼傳輸信道傳輸信息，使得利用極化碼的編碼方式傳輸信息向量時(shí)更好的適應(yīng)gfdm系統(tǒng)，提高了gfdm系統(tǒng)傳輸信息的性能。另外，極化碼相比于turbo編碼在譯碼時(shí)的復(fù)雜度更低。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例的裝置是應(yīng)用于上述一種信息傳輸方法的裝置，則上述信息傳輸方法的所有實(shí)施例均適用于該裝置，且均能達(dá)到相同或相似的有益效果。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸裝置的一種實(shí)施例中，極化碼傳輸信道確定模塊701，具體用于在gfdm系統(tǒng)中，通過(guò)gfdm信道變換以及二進(jìn)制信道變換，確定gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸裝置的一種實(shí)施例中，極化碼傳輸信道確定模塊701，包括：

信道劃分子模塊，用于在gfdm系統(tǒng)中，預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量的比特向量通過(guò)正交振幅調(diào)制qam調(diào)制，得到預(yù)設(shè)發(fā)送信息向量的符號(hào)向量，符號(hào)向量的每個(gè)符號(hào)含有與qam調(diào)制的調(diào)制階數(shù)相對(duì)應(yīng)的比特個(gè)數(shù)，按照符號(hào)向量中所有符號(hào)比特個(gè)數(shù)，將gfdm系統(tǒng)的信道劃分為與符號(hào)向量中所有符號(hào)比特個(gè)數(shù)相同的至少一個(gè)信道；

極化碼傳輸信道確定子模塊，用于對(duì)至少一個(gè)信道通過(guò)預(yù)設(shè)二進(jìn)制信道變換的預(yù)設(shè)網(wǎng)格圖映射技術(shù)，得到gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道。

可選地，可靠度確定模塊702，包括：

容量確定子模塊，用于通過(guò)蒙特卡洛仿真算法，確定各傳輸信道的容量，并確定預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量；

第一計(jì)算子模塊，用于當(dāng)預(yù)設(shè)二進(jìn)制加性高斯白噪聲信道模型信道容量與各極化碼傳輸信道的容量相等時(shí)，確定各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差；

第二計(jì)算子模塊，用于通過(guò)高斯近似算法以及各極化碼傳輸信道的等效噪聲方差，確定各極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值；

可靠度確定子模塊，用于針對(duì)每個(gè)極化碼傳輸信道，將該極化碼傳輸信道的對(duì)數(shù)似然比高斯分布均值，確定為該極化碼傳輸信道的可靠度。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸裝置的一種實(shí)施例中，發(fā)送信息確定模塊703，包括：

第一編碼子模塊，用于獲取待發(fā)送信息向量，通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)crc編碼對(duì)待發(fā)送信息向量編碼，形成帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量；

第二編碼子模塊，用于通過(guò)極化碼編碼方式對(duì)帶有校驗(yàn)序列的待發(fā)送信息向量編碼，形成極化碼編碼信息向量；

交織子模塊，用于將極化碼編碼信息向量交織，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量；

調(diào)制子模塊，用于通過(guò)qam以及gfdm調(diào)制極化碼編碼信息向量，得到調(diào)制信號(hào)；

添加子模塊，用于通過(guò)對(duì)調(diào)制信號(hào)添加循環(huán)前綴，得到發(fā)送信息向量。

可選地，在本發(fā)明實(shí)施例的信息傳輸裝置的一種實(shí)施例中，交織子模塊，具體用于將極化碼編碼信息向量中每個(gè)正交信息向量對(duì)應(yīng)的信道進(jìn)行等容量分割，得到對(duì)應(yīng)于qam調(diào)制的極化碼編碼信息向量。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，如圖8所示。圖8為本發(fā)明實(shí)施例的一種電子設(shè)備示意圖，包括處理器801、通信接口802、存儲(chǔ)器803和通信總線804，其中，處理器801，通信接口802，存儲(chǔ)器803通過(guò)通信總線804完成相互間的通信，

存儲(chǔ)器803，用于存放計(jì)算機(jī)程序；

處理器801，用于執(zhí)行存儲(chǔ)器803上所存放的程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如下步驟：

根據(jù)兩步信道極化變換方法，確定廣義頻分復(fù)用gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道；

確定各極化碼傳輸信道的可靠度；

獲取待發(fā)送的信息向量，通過(guò)編碼方法對(duì)信息向量進(jìn)行編碼，并通過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到發(fā)送信息向量，其中，編碼方法至少包括極化碼編碼方法；

在至少一個(gè)極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的目標(biāo)極化碼傳輸信道；

通過(guò)目標(biāo)極化碼傳輸信道傳輸發(fā)送信息向量到接收端，以使接收端通過(guò)預(yù)設(shè)的解調(diào)方法以及譯碼方法對(duì)發(fā)送信息向量進(jìn)行處理，得到信息向量。

上述電子設(shè)備提到的通信總線804可以是外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)(peripheralcomponentinterconnect，簡(jiǎn)稱(chēng)pci)總線或擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(extendedindustrystandardarchitecture，簡(jiǎn)稱(chēng)eisa)總線等。該通信總線804可以分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等。為便于表示，圖中僅用一條粗線表示，但并不表示僅有一根總線或一種類(lèi)型的總線。

通信接口802用于上述電子設(shè)備與其他設(shè)備之間的通信。

存儲(chǔ)器803可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccessmemory，簡(jiǎn)稱(chēng)ram)，也可以包括非易失性存儲(chǔ)器(non-volatilememory)，例如至少一個(gè)磁盤(pán)存儲(chǔ)器?？蛇x的，存儲(chǔ)器803還可以是至少一個(gè)位于遠(yuǎn)離前述處理器的存儲(chǔ)裝置。

上述的處理器801可以是通用處理器，包括中央處理器(centralprocessingunit，簡(jiǎn)稱(chēng)cpu)、網(wǎng)絡(luò)處理器(networkprocessor，簡(jiǎn)稱(chēng)np)等；還可以是數(shù)字信號(hào)處理器(digitalsignalprocessing，簡(jiǎn)稱(chēng)dsp)、專(zhuān)用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit，簡(jiǎn)稱(chēng)asic)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(field－programmablegatearray，簡(jiǎn)稱(chēng)fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門(mén)或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電子設(shè)備，利用極化碼的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)兩步信道極化變換將傳統(tǒng)gfdm系統(tǒng)信道劃分以構(gòu)造極化碼傳輸信道，通過(guò)在極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的至少一個(gè)極化碼傳輸信道，利用該至少一個(gè)極化碼傳輸信道傳輸信息，使得利用極化碼的編碼方式傳輸信息向量時(shí)更好的適應(yīng)gfdm系統(tǒng)，提高了gfdm系統(tǒng)傳輸信息的性能。另外，極化碼相比于turbo編碼在譯碼時(shí)的復(fù)雜度更低。

本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器801執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如下步驟：

根據(jù)兩步信道極化變換方法，確定廣義頻分復(fù)用gfdm系統(tǒng)的至少一個(gè)極化碼傳輸信道；

確定各極化碼傳輸信道的可靠度；

獲取待發(fā)送的信息向量，通過(guò)編碼方法對(duì)信息向量進(jìn)行編碼，并通過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)調(diào)制方法對(duì)編碼后的信息向量進(jìn)行調(diào)制，得到發(fā)送信息向量，其中，編碼方法至少包括極化碼編碼方法；

在至少一個(gè)極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的目標(biāo)極化碼傳輸信道；

通過(guò)目標(biāo)極化碼傳輸信道傳輸發(fā)送信息向量到接收端，以使接收端通過(guò)預(yù)設(shè)的解調(diào)方法以及譯碼方法對(duì)發(fā)送信息向量進(jìn)行處理，得到信息向量。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，利用極化碼的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)兩步信道極化變換將傳統(tǒng)gfdm系統(tǒng)信道劃分以構(gòu)造極化碼傳輸信道，通過(guò)在極化碼傳輸信道中選取與發(fā)送信息向量的比特個(gè)數(shù)相同且可靠度高的至少一個(gè)極化碼傳輸信道，利用該至少一個(gè)極化碼傳輸信道傳輸信息，使得利用極化碼的編碼方式傳輸信息向量時(shí)更好的適應(yīng)gfdm系統(tǒng)，提高了gfdm系統(tǒng)傳輸信息的性能。另外，極化碼相比于turbo編碼在譯碼時(shí)的復(fù)雜度更低。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。