[发明专利]一种基于Turbo码的信号非均匀误码保护方法

说明书

根据本发明所涉及的基于Turbo码的信号非均匀误码保护方法，包括以下步骤，将信号中的各采样点s_i按照特定编码规则编码,通过信号的改变量、幅度概率密度函数p(s_i)得到比特的重要性等级的表达式，结合对单个比特对信号的影响量和其出现的概率分析得出所有比特各自的重要性等级，将比特的重要性等级应用在信道编码中，对重要性等级高的比特采取高等级保护，即分配更多的校验比特，重要性等级低的比特采取低等级保护，即分配更少的校验比特。与现有信号误码保护方法相比，本发明充分利用了信号自身的特点，对不同重要性等级的比特采取不同等级的误码保护，在同等码率的限制下，提高了信号传输的准确度，可应用于无线通信领域。

技术领域

本发明属于电信领域，具体涉及一种基于Turbo码的信号非均匀误码保护方法。

背景技术

数字信号在无线信道的传输中易受噪声和干扰的影响，使得接收端的输出信号质量变差。纠错编码用以减小传输过程中信息比特的误码率，传统的纠错编码方法局限于均匀误码保护，即给所有信息比特同等程度的保护。Turbo码是一种优异的信道编码方式，可用于有效提高信号的传输质量。Turbo码的编码结构中包含一个打孔器，其作用在于对校验比特进行有规律的删余，从而实现对数据传输码率的控制。但传统的Turbo码编码结构中的删余方式未考虑输入信息比特自身的特点，所有的信息比特都带有同等数目的校验比特，从而实现对这些信息比特的均匀误码防护，即相同等级的保护。

实际上，对数字信号量化编码后，不同的信息比特具有不同的重要性等级，均匀误码保护不能达到最佳的保护水平。目前，众多研究人员利用不同的纠错码和编码技术提出许多不等差错控制方法。对于非均匀误码防护的研究集中在或采用不同的信道编码，或改变交织方式，或修改译码算法，更多的是在删余方式上做改变。许多学者都提出了各自的非均匀误码防护算法，很多也用于多媒体信号的传输上。

发明内容

本发明是针对信号在无线信道中传输易受信道中噪声和干扰影响的问题，提出了一种基于Turbo码的信号误码保护方法，通过对信号对应的所有信息比特的重要性进行分析，得到重要性程度规律，将该规律应用在Turbo码中，通过修改Turbo码编码结构中的删余方式，使不同重要性等级的信息比特得到不同程度的保护等级，从而提高信息比特在传输过程中的正确率，改善接收端输出信号的质量。

本发明提供了一种基于Turbo码的信号非均匀误码保护方法，具体包括如下步骤：

步骤1，将信号中的各采样点s_i按照特定编码规则编码成k位二进制序列，所述特定编码规则为g(*)，k位二进制序列为s_i＝g(b_i1,b_i2,b_i3,…,b_ij,…,b_i,k-1,b_ik),1≤j≤k；

步骤2，改变所述采样点s_i中某位置j上的二进制比特b_ij时，从影响整体信号的采样点值或能量的角度得到对所述信号的改变量，所述改变量为自变量X；

步骤3，统计所述信号中各幅度出现的频数，得到幅度概率密度函数p(s_i)为自变量Y；

步骤4，由上述步骤2、步骤3得到二进制比特b_ij对所述信号的影响，即所述比特的重要性等级的表达式为：

因变量I＝XY；

步骤5，由步骤4，每个二进制比特b_ij都对应着一个重要性等级I_ij，不同采样点的不同比特b_ij发生错误给信号带来的影响不同，故对重要性等级按照映射h:I→I’实现对重要性等级从大到小的顺序排列；