CN110808741A - 一种wsn中基于ovtdm和cs的ldpc信道编码方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，相对于WSN典型的数据编译码模型，对语音进行压缩感知采样，并增加OVTDM编译码和TPC/LDPC编译对语音进行处理。本发明联合采用重叠时分复用和压缩感知对WSN音频数据LDPC信道编码进行处理，通过CS大幅减少了数据处理量，再结合OVTDM大幅提高了编码效率和频谱效率。

Description

一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法
技术领域
本发明涉及信道传输技术领域，尤其涉及一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法。
背景技术
针对海量音频数据，无线传感器网络(WSN)中传统低密度奇偶校验码(LDPC)编译码方式存在着采样速率受限、编码效率不高等问题，在奈奎斯特采样准则下，已达香农极限性能，频谱效率已无多大改进空间，对数据进行压缩、减小通信开销成为紧迫需求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法。
本发明提出的一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，相对于WSN典型的数据编译码模型，对语音进行压缩感知采样，并增加OVTDM编译码和TPC/LDPC编译对语音进行处理。
优选的，包括以下步骤：
S1、对语音进行压缩感知采样，并对采样信号依次进行PCM(Pulse CodeModulation，脉冲编码调制)编码、OVTDM编码、TPC/LDPC编码和FM调制后发送出去；
S2、对接收到的信号依次进行FM解调、TPC/LDPC译码、OVTDM译码和PCM译码，然后对获得的译码信号进行压缩感知重建。
优选的，步骤S1中，对语音进行压缩感知采样过程中，对语音首先进行小波变换，然后再进行压缩感知采样。
优选的，步骤S1中，采样信号的具体获取方式为：对语音进行小波包分解后再进行压缩感知采样，获得采样信号。
优选的，步骤S2还包括：对于压缩感知重建后获得的重建信号进行小波包合成，获得重构语音。
优选的，OVTDM编译码采用串行级联OVTDM编码结构图，其第一级复用波形为矩形波，第二级复用波形为实数，且第二级复用波形的移位间隔为第一级复用波形的波宽。
本发明提出的一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，通过采用波形分割的OVTDM编码，语音或图像的实数二元数据流分别在相互正交的I、Q信道上变换成多元实数数据流，经过OVTDM移位重叠复用以后将呈现多项式分布。当重叠重数足够高以后，输出的多项式分布将逼近高斯分布，使得I、Q信道输出总体逼近复高斯分布，实现了高频谱效率。本发明中，采用压缩感知采样，大幅减小了数据处理量，提高了数据处理效率。
总之，本发明联合采用重叠时分复用(OVTDM，Overlapped Time DomainMultiplexing)和压缩感知(CS，Compressive Sensing)对WSN音频数据LDPC信道编码进行处理，通过CS大幅减少了数据处理量，再结合OVTDM大幅提高了编码效率和频谱效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，相对于WSN典型的数据编译码模型，对语音进行压缩感知采样，并增加OVTDM编译码和TPC/LDPC编译对语音进行处理。
本实施方式中，通过采用波形分割的OVTDM编码，语音或图像的实数二元数据流分别在相互正交的I、Q信道上变换成多元实数数据流，经过OVTDM移位重叠复用以后将呈现多项式分布。当重叠重数足够高以后，输出的多项式分布将逼近高斯分布，使得I、Q信道输出总体逼近复高斯分布，实现了高频谱效率。
本实施方式中，采用压缩感知采样，大幅减小了数据处理量，提高了数据处理效率。
具体的，本实施方式中的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对语音进行压缩感知采样，并对采样信号依次进行PCM编码、OVTDM编码、TPC/LDPC编码和FM调制后发送出去；
S2、对接收到的信号依次进行FM解调、TPC/LDPC译码、OVTDM译码和PCM译码，然后对获得的译码信号进行压缩感知重建。
3、如权利要求2所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，步骤S1中，对语音进行压缩感知采样过程中，对语音首先进行小波变换，然后再进行压缩感知采样。
4、如权利要求3所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，步骤S1中，采样信号的具体获取方式为：对语音进行小波包分解后再进行压缩感知采样，获得采样信号。本实施方式中，对于一维信号，用小波包分析方法对语音信号进行处理时，由于将语音信号细分到各个不同频段，便于观察不同频段系数的特征，实现了采用基于小波包变换和压缩感知的语音编码对语音信号进行稀疏化。
5、如权利要求4所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，步骤S2还包括：对于压缩感知重建后获得的重建信号进行小波包合成，获得重构语音。
6、如权利要求1所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，OVTDM编译码采用串行级联OVTDM编码结构图，其第一级复用波形为矩形波，第二级复用波形为实数，且第二级复用波形的移位间隔为第一级复用波形的波宽。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，相对于WSN典型的数据编译码模型，对语音进行压缩感知采样，并增加OVTDM编译码和TPC/LDPC编译对语音进行处理。
2.如权利要求1所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对语音进行压缩感知采样，并对采样信号依次进行PCM编码、OVTDM编码、TPC/LDPC编码和FM调制后发送出去；
S2、对接收到的信号依次进行FM解调、TPC/LDPC译码、OVTDM译码和PCM译码，然后对获得的译码信号进行压缩感知重建。
3.如权利要求2所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，步骤S1中，对语音进行压缩感知采样过程中，对语音首先进行小波变换，然后再进行压缩感知采样。
4.如权利要求3所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，步骤S1中，采样信号的具体获取方式为：对语音进行小波包分解后再进行压缩感知采样，获得采样信号。
5.如权利要求4所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，步骤S2还包括：对于压缩感知重建后获得的重建信号进行小波包合成，获得重构语音。
6.如权利要求1所述的WSN中基于OVTDM和CS的LDPC信道编码方法，其特征在于，OVTDM编译码采用串行级联OVTDM编码结构图，其第一级复用波形为矩形波，第二级复用波形为实数，且第二级复用波形的移位间隔为第一级复用波形的波宽。
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