[发明专利]一种COFDM系统中传输分层压缩信源的不等重资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体通信技术领域，具体涉及一种COFDM系统中传输分层压缩信源的不等重资源分配方法。

背景技术

经典的正交频分复用(Orthogonal Frequency Duplex Modulation,OFDM)系统下自适应比特、功率资源分配方案可以分为两大类：余量自适应(Margin Adaptive,MA)方案和码率自适应(Rate Adaptive,RA)方案。MA方案中的资源分配是在恒定的总码率和子载波误比特率约束下，通过合理的比特/功率分配，使得子载波上需要的总功率最小。经典MA方案主要包括：Hughes-Hartogs算法——依据贪心优化思想，逐层地为总码率中的每个信息比特选择所需功率增量最小的子载波，直到所有的比特分配完毕；Chow算法——在满足系统服务质量(QualityOf Service,QOS)要求的误比特率条件下，在最佳系统余量的基础上，次优的比特和功率分配可以通过高效搜索得到；Campello算法——将子载波按照信道增益首先分为若干组，每组子载波装载相同的比特数目(即采用相同的调制方式)，接着从最优比特分配结构的必要条件出发，构造出一簇次优可行方案集合，然后在其中快速搜索出最优比特分配方案，此算法复杂度可以控制在O(N),属于MA方案中复杂度最低的资源分配算法。RA方案中的资源分配是在恒定的总功率和总码率约束下，通过合理的码率/功率分配，使得子载波上的误比特率最小。经典RA方案主要包括：Fischer算法——在有效子载波装载比特误码率相同的假设下，接着以最小化此误码率为优化目标，采用拉格朗日(Lagrange,LA)优化算法得到最优比特分配结果，最后得到最佳功率分配结果。然而在以上经典资源分配算法中，衡量通信可靠性的标准仍然是解调后的比特误码率，并没有考虑到分层压缩信源层间比特重要性不同的特性。为解决以上缺点，现有技术中提出了考虑到层间比特重要性等级不同的资源分配方案。上述优化方法均基于MA模型，对层间码流的比特误码率有不同要求，最小化满足系统QOS要求所需的传输功率。显然这种做法能将稀缺的功率资源集中在误码率要求严苛的码流层，显著提高系统的传输效率。

但是上述方案无法应用于实际COFDM通信系统中，一是没有考虑到信道编码对于资源分配算法的影响，二是在实际无线多媒体通信系统中，系统总功率通常恒定，而误码率要求应该随着信道质量的波动动态变化，上述方案中的基于MA模型的优化方法显然不符合实际资源分配问题的需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明针对COFDM系统下分层压缩信源传输，提出了一种结合信道衰落情况以及分层压缩信源率失真特性的不等重资源分配方法，对逐层信源比特的子载波以及功率资源进行高效分配，以减小接收端信源的期望重建失真。

第一方面，本发明提供了一种COFDM系统中传输分层压缩信源的不等重资源分配方法，该方法包括：

对压缩信源采用Fischer算法，得到初始资源分配方案及初始期望重建失真；

将压缩信源分解为优先级较高的H层和优先级较低的L层，并采用两层压缩信源不等重资源分配方法，得到H层和L层的资源分配方案及分解后期望重建失真；

比较初始期望重建失真与分解后期望重建失真，若初始期望重建失真小于分解后期望重建失真，则将初始资源分配方案作为最优资源分配方案保存；

若初始期望重建失真大于分解后期望重建失真，将所述L层分解为第一L子层和第二L子层，重复上述步骤直至最后获得所述L层的第N子层，在所述L层的第N子层获得最小期望重建失真，并将剩余失真更新为所述L层的第N子层获得的最小期望重建失真；

将所述H层分为第一H子层和第二H子层，重复上述步骤直至最后获得所述H层的第N子层，在所述H层的第N子层获得最小期望重建失真，则保存所述H层的第N子层获得的最小期望失真对应的最优资源分配方案；其中，N表示正整数。

优选地，所述期望重建失真是由如下公式求得：