[发明专利]基于高斯列消元的螺旋形交织器参数盲估计方法

权利要求书

1.一种基于高斯列消元的螺旋交织器参数盲估计方法，其步骤在于，将截获信息序列横向放入分析矩阵，利用二元域高斯列消元法对分析矩阵进行化简，计算化简后矩阵第k列“1”的比例，通过“1”的比例的均值差值和方差差值确定交织长度。在同步的情况下，均值差值识别交织长度有较高的容错率；在未同步情况下，用方差差值识别交织长度，均值确定同步参数；并适用于不同码率。

2.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，建立交织过程为：数据按行方向顺序放入p行q列矩阵，其中p和q互素；交织时从矩阵左上角开始向右下方移位读取数据；每向下一行索引地址同时向右移动一位。若p_i和q_i分别代表第i比特行索引和列索引，则映射函数为其中，i＝0,1,2…S-1,,S＝p×q，S为交织长度。递归运算中p₀＝0,q₀＝0。3×5螺旋形交织器如图1所示。

3.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于假设交织之前使用的纠错编码方式为(n,k)二进制线性分组码，n为每个码字长度，k为信息位长度。分组码C经交织长度为S的螺旋形交织器交织后再信道上传输。交织是对分组码码元位置的置换，并不改变完整码字内部的校验关系。

为了保证交织的性能，通常二进制分组码(n,k)(n为分组码长，k为信息位长度)与交织之间满足以下两个条件：

(1)S＝N·n,N∈N₊，即交织长度S为码长n的整数倍；

(2)交织块起点为一个线性分组码的起点。

4.根据权利要求1-3所述的估计方法，同时结合交织只改变码字位置及线性分组码码字之间线性相关这两点性质，在存在误码且同步情况下，当n_a＝N·S，N为正整数，即分析矩阵的列数为交织长度的整数倍的时，由于分组码约束关系的存在，校验位仍会被信息位化为0，此时因此，这些相关列的近似为0。如果n_a≠N·S，每行中0、1元素随机分布，那么近似为1/2，k＝1,2,…n_a,n_a≠S。X(n_a)的方差分别为：

差值函数为：

D_k(n)＝(x_n-x_n-1)

当n_a＝NS,(N≥2)时，在分析矩阵中，一个完整的交织块分布在两行，但每行内交织位置关系依然对应。经过本文方法，交织块内分组码校验位依然化为全0。

设则

由于误码的存在，原本校验列有不能化为全0的可能，使得E_S较为接近1/2，那么E的变化幅度较小，而V则能使该变化更为突出，故可利用D_V(n_a)最大，D_V(n_a+1)最小的幅度变化来识别交织长度。

k/n表示线性分组码(n,k)的码率。若(n₁,k₁)表示低码率线性分组码，(n₂,k₂)表示码率较高线性分组码，则k₂/n₂>k₁/n₁，由式(2)、(5)可知：

E(Sk1)∈[k12n1,12)E(Sk2)∈(k22n2,12)]]>

DV(Sk1)=E(Sk1)-E(Sk1-1)∈[k12n1-12,0)]]>

DV(Sk2)=E(Sk2)-E(Sk2-1)∈[k22n2-12,0)]]>

DV(Sk1+1)=E(Sk1+1)-E(Sk1)∈(0,12-k12n1)]]>

DV(Sk2+1)=E(Sk2+1)-E(Sk2)∈(0,12-k22n2)]]>

则

|D_V(S_k1+1)-D_V(S_k1)|>|D_V(S_k2+1)-D_V(S_k2)|

上式证明了当线性分组码码率较大时，则其均值差值和方差差值变化范围变小，相应的最大、最小值相差变小，识别概率下降。