本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)通信，尤其涉及一種基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法、裝置和設備。

背景技術：

1、lora(long?range)是一種物理層調(diào)制解調(diào)技術。lorawan(lora?wide?areanetwork)是由lora聯(lián)盟提出的一個基于開源的mac層協(xié)議的低功耗廣域網(wǎng)標準。主要目標是組建大容量、長距離和低功耗星型網(wǎng)絡，以滿足iot(internet?of?things)應用需求。關于lora的研究已取得一定進展，但仍處于起步階段。目前來看，lora研究的發(fā)展方向主要包括：lora物理層的改進，對通訊速率、通訊服務質(zhì)量的優(yōu)化、lora技術與其他領域的結合。由于lora自身功耗低、覆蓋范圍廣、穿透性強、大量連接等特點，lora在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)等領域有很好地應用前景。lora犧牲通訊速率換取低功耗和傳輸距離，盡管有學者對lora技術進行改進，但通訊速率增長的幅度有限，而且代價是高復雜度和功耗的增大。另外，由于lora所采用的漢明碼編碼方式每個碼字最多只能糾正1比特錯誤，導致其在復雜動態(tài)的信道環(huán)境下通信服務質(zhì)量急劇惡化。因此需要一種短碼性能優(yōu)良、復雜度較低的編碼來彌補現(xiàn)有l(wèi)ora物理層中信道編碼性能的損失。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：為解決現(xiàn)有l(wèi)ora物理層中信道編碼性能損失的問題，本發(fā)明提供一種基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法、裝置和設備。

2、本申請實施例的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

3、本申請實施例第一方面提供一種基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法，包括：

4、利用ldpc碼對原始信息進行編碼，得到初始碼字；所述ldpc碼包括生成矩陣和校驗矩陣；

5、對所述初始碼字依次進行對角矩陣交織和css調(diào)制，生成中間信息；

6、將所述中間信息輸入至與預設信道后依次經(jīng)解調(diào)和解交織后進行l(wèi)dpc譯碼，得到目標信息。

7、可選的，所述利用ldpc碼對原始信息進行編碼，得到初始碼字，包括：

8、將所述原始信息與所述生成矩陣結合，生成初始碼字；所述初始碼字u1×n滿足：

9、u1×n＝s1×k·gk×n；

10、其中，s1×k為原始信息，包含k個比特，gk×n為生成矩陣，初始碼字u1×n包含n個比特?？蛇x的，所述校驗矩陣h與所述初始碼字的序列u滿足如下關系：

11、h·ut＝0

12、其中，u表示初始碼字的序列，1行n列。

13、可選的，利用漸進邊增長算法或mackey構造方法構造所述校驗矩陣h。

14、可選的，所述將所述中間信息輸入至與預設信道后依次經(jīng)解調(diào)和解交織后進行l(wèi)dpc譯碼，得到目標信息，包括：

15、利用分層置信傳播算法對經(jīng)解調(diào)和解交織得到的信息進行l(wèi)dpc譯碼，得到所述目標信息。

16、本申請實施例第二方面提供一種基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制裝置，包括：編碼模塊、生成模塊和譯碼模塊，其中，

17、所述編碼模塊，配置為利用ldpc碼對原始信息進行編碼，得到初始碼字；所述ldpc碼包括生成矩陣和校驗矩陣；

18、所述生成模塊，配置為對所述初始碼字依次進行對角矩陣交織和css調(diào)制，生成中間信息；

19、所述譯碼模塊，配置為將所述中間信息輸入至與預設信道后依次經(jīng)解調(diào)和解交織后進行l(wèi)dpc譯碼，得到目標信息。

20、可選的，所述編碼模塊具體配置為：

21、將所述原始信息與所述生成矩陣結合，生成初始碼字；所述初始碼字u1×n滿足：

22、u1×n＝s1×k·gk×n；

23、其中，s1×k為原始信息，包含k個比特，gk×n為生成矩陣，初始碼字u1×n包含n個比特?？蛇x的，所述校驗矩陣h與所述初始碼字的序列u滿足如下關系：

24、h·ut＝0

25、其中，u表示初始碼字的序列，1行n列。

26、本申請實施例第三方面提供一種電子設備，包括處理器和存儲器；所述存儲器有存儲計算機程序，其中，所述計算機程序在被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面所述的基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法。

27、本申請實施例第四方面提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面所述方法的步驟。

28、與現(xiàn)有技術相比，本申請?zhí)峁┑募夹g方案帶來的有益效果是：

29、本發(fā)明提供一種基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法，利用ldpc碼對原始信息進行編碼，得到初始碼字，對初始碼字依次進行對角矩陣交織和css調(diào)制，生成中間信息，將中間信息輸入至與預設信道后依次經(jīng)解調(diào)和解交織后進行l(wèi)dpc譯碼，得到目標信息。通過利用ldpc碼增加校驗位進行糾錯，彌補了lora物理層在復雜動態(tài)的信道環(huán)境下通信服務質(zhì)量急劇下降的局限，加強了信息傳遞的可靠性，形成了高吞吐高可靠的網(wǎng)絡傳輸。

技術特征：

1.一種基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法，其特征在于，所述利用ldpc碼對原始信息進行編碼，得到初始碼字，包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法，其特征在于，所述校驗矩陣h與所述初始碼字的序列u滿足如下關系：

4.根據(jù)權利要求3所述的基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法，其特征在于，包括：利用漸進邊增長算法或mackey構造方法構造所述校驗矩陣h。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法，其特征在于，所述將所述中間信息輸入至與預設信道后依次經(jīng)解調(diào)和解交織后進行l(wèi)dpc譯碼，得到目標信息，包括：

6.一種基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制裝置，其特征在于，包括：編碼模塊、生成模塊和譯碼模塊，其中，

7.根據(jù)權利要求6所述的基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制裝置，其特征在于，所述編碼模塊具體配置為：

8.根據(jù)權利要求7所述的基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制裝置，其特征在于，所述校驗矩陣h與所述初始碼字的序列u滿足如下關系：

9.一種電子設備，包括處理器和存儲器；所述存儲器有存儲計算機程序，其中，所述計算機程序在被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1至5中任一項所述的基于ldpc碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1至5任一所述方法的步驟。

技術總結
本發(fā)明提供一種基于LDPC碼的比特交織啁啾擴頻調(diào)制方法、裝置和設備，涉及互聯(lián)網(wǎng)通信技術領域，包括：利用LDPC碼對原始信息進行編碼，得到初始碼字；所述LDPC碼包括生成矩陣和校驗矩陣；對所述初始碼字依次進行對角矩陣交織和CSS調(diào)制，生成中間信息；將所述中間信息輸入至與預設信道后依次經(jīng)解調(diào)和解交織后進行LDPC譯碼，得到目標信息。本發(fā)明通過利用LDPC碼增加校驗位進行糾錯，彌補了LoRa物理層在復雜動態(tài)的信道環(huán)境下通信服務質(zhì)量急劇下降的局限，加強了信息傳遞的可靠性，形成了高吞吐高可靠的網(wǎng)絡傳輸。

技術研發(fā)人員：張帥,李艷,劉勇,陳佳,陳瓊
受保護的技術使用者：中國船舶集團有限公司第七一九研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9