[发明专利]一种具有强不等差错保护的Turbo码删余方案设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信差错保护技术领域，尤其涉及一种具有强不等差错保护的Turbo码删余方案设计方法。

背景技术

在数据通信，尤其是多媒体通信中，数据往往根据不同重要程度，被分成不同的保护等级，现有技术通常采用不等差错保护技术实现上述目的。Turbo码是近十余年来发展的一种性能优异的纠错码，具有非常好的纠错能力，可以大大改善系统性能。Turbo码构造简单灵活，易于实现，已有不少学者研究了基于Turbo码的不等差错保护，改变Turbo码的分量码、交织器和删余方式都可改变Turbo码的不等差错保护特性。与其他方式相比，通过改变Turbo码的删余矩阵得到强不等差错保护具有操作简单、容易实现且效果显著的特点。

在文献“Estimate BER Distributions of Turbo Codes，International Journal of Wireless and Microwave Technologies(IJWMT),Vol.2,No.2,April 2012.pp53-58"(标为文献【1】)中，作者给出了一种具有强不等差错保护的删余方案。其删余矩阵表示为

删余矩阵p₇中的第一行对应着对第一路校验序列的删余，“1”意味着此位置的码元不被删除，“0”意味着此位置上的码元被删除。因此p₇的删余机制为：对信息序列不进行删余，对第一路校验序列，保留序列的前一半，而将序列的后一半完全删除，对第二路校验序列的删余同第一路校验序列的删余。这种方案可以对某些位置上的信息产生很强的不等差错保护。但是，对另外一些位置上的信息的保护却很弱，甚至没有保护功能。因此，上述方案的平均误比特率严重恶化。

在文献“Unequal error protection of JPEG2000images using short block length turbo codes’,IEEE Commun.Lett.,2011,15,(6),pp.659–661.”(标为文献【2】)中，作者对文献[1]中提出的删余方案进行了改进，其提出的新的删余方案，给出了两个删余矩阵p₂和p₃，表示如下：

在这个改进方案中，不仅对两路校验序列进行删余，对信息序列也进行了删余。在删余矩阵p₂和p₃中，第一行对应着对信息序列的删余，后两行对应着对两路校验序列的删余。p₂的删余机制为：对信息序列，前半序列采用交替删除的方法，而后半序列不进行删余。对第一路校验序列，保留前半序列，删除后半序列。对第二路校验序列，保留前半序列，后半序列采用交替删除。p₃的删余机制为：对信息序列和第二路校验序列，均保留前半序列，删除后半序列。第一路校验序列全保留，不进行删余。在文献2的改进方案中，虽然对某些位置上的信息的强不等差错保护能力有所降低，但平均误比特率有了明显提高。图1给出了由这三种删余方案产生的误比特率分布曲线。在图1中，交织器的类型为3gpp交织器，长度均为64比特，Turbo码的生成函数矩阵为(1,10001/10011)，信噪比为4dB的高斯噪声，译码采用BCJR算法，迭代5次。三条误比特率分布曲线由仿真得到，为了容易比较三种情况下各个位置的不等保护程度，信息序列按照各个位置误比特率的不同进行了从小到大的重新排列。从图1可以看出，由p₇删余矩阵产生的误比特率曲线在前段具有最强的不等保护特性，但是在后段误比特率急剧恶化。而由删余矩阵p₂和p₃产生的误比特率曲线虽然在后段的恶化程度得到了明显改善，但在前段却没有p₇产生的保护能力强。

发明内容

本发明提供了一种具有强不等差错保护的Turbo码删余方案设计方法，能够保证信息序列前段的误比特率曲线具有较强保护能力，同时有效改善信息序列后段误比特率曲线的恶化程度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有强不等差错保护的Turbo码删余方案设计方法，包括以下步骤：

A、基于交织器的长度计算参数k的取值，将交织器的长度记为L，则k为正整数且满足以下不等式：

2^k(k+1)+2^k+1-1≤L≤2^k+1(k+2)+2^k+2-1；