[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

说明书

技术领域

本发明涉及信道编码信号处理，具体为一种基于高斯列消元的螺旋形交织器参数盲估计问题。

背景技术

数字通信系统中的突发错误无处不在，为了保持信息的可靠性，通常采用交织技术。交织技术通过置换信息序列码字位置，改变原有码结构，这样使得信息序列具有克服突发错误的能力，再在接收端做相反的处理即可得到交织前编码序列。现实信道中传输的编码，绝大部分是经交织处理的。交织通常发生在纠错码后、信道传输之前，并且交织的盲识别只能和纠错码一起进行联合分析，单纯的分析交织参数难度很大。螺旋形交织器广泛应用于数字通信系统中，对其参数(交织长度，同步参数，交织置换关系等)估计技术的研究也应更加深入。

综上所述，交织将是未来信道编码传输中非常重要的一种保密和降低误码的方式，因此对螺旋形交织器的研究也越来越重要，螺旋形交织器的研究主要包括交织长度、交织同步参数以及交织置换位置的判断，这些研究对于编码的识别、信息安全、电子对抗都具有重要作用。

目前，在信道编码盲识别的领域中，对线性分组码、卷积码、Turbo码参数识别与重构研究的比较多，对于交织参数盲识别相对较少。对于各种新型的交织器，比如：基于遗传算法交织器、伪随机交织器、螺旋形交织器的盲识别很少涉及。文献“BurelG,Blindestimationofencoderandinterleavercharacteristicsinanoncooperativecontext.ProceedingsoftheSecondIASTEDInternationalCoferenceOnCommunications,InternetandInformationTechnology,2003.”首次利用线性码“秩亏”的特点识别交织参数，但是没有考虑误码的影响，对于高码率编码估计效果不明显。文献“廖斌，螺旋形交织器交织长度盲识别.电子信息对抗，2014.”通过将分析矩阵化为下三角矩阵，利用下三角下半部分每列含“0”的比率来识别交织参数，但是不能对同步参数进行识别，并且容错性能很低，不具有可行性。因此，本发明提出基于高斯列消元的螺旋形交织器参数盲估计方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，针对螺旋形交织器参数盲识别的计算量大，高误码情况下性能差等缺陷，提出了一种基于高斯列消元法，解决了螺旋形交织器参数盲估计的难题。该方法能够较精确的估计出螺旋形交织器的交织长度、交织同步位置，且适用于各种交织长度、交织码率的螺旋形交织器的交织长度和同步盲估计。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种基于高斯列消元的螺旋形交织器参数盲估计方法，其步骤在于，首先，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，通过每列“1”比例的方差差值确定交织长度。在未知是否同步的情况下，本发明利用方差差值估计交织长度。识别出交织长度后，在一个交织长度内循环移位，利用每列“1”的均值估计同步参数。根据螺旋形交织器的特殊置换关系，估计出交织长度和同步参数后即可获得交织置换关系。

螺旋形交织器是一种不规则、采用特殊读写方式的分组交织。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。通过对接收序列进行高斯列消元处理，可在发现分析矩阵每列“1”比例的均值、方差的差值上，交织长度、交织同步位置会表现出较强的数学特性，从而实现螺旋交织器的交织长度、交织同步位置的联合估计。

本发明根据螺旋形交织器的特点，联系线性分组码列相关性质，提出了一种改进的高斯消元法的螺旋形交织器参数盲识别方法。本文根据线性分组码完整码字交织块内分组码字校验位化为“0”的特点，利用分析矩阵中每列含“1”率方差差值幅度变化来对螺旋形交织器交织长度盲识别，利用均值最小实现同步参数盲识别，并分析证明码率对交织性能识别的影响。

附图说明

图1本发明3×5螺旋形交织器示意图；

图2本发明交织长度识别流程图；

图3本发明同步参数识别流程图；

图4本发明交织长度识别示意图；

图5本发明同步参数估计示意图；

图6本发明同步情况下不同码率码长识别性能图；