[发明专利]用于降低错误性能的级联Spinal码构建方法

说明书

本发明公开了一种用于降低错误性能的级联Spinal码构建方法，主要解决现有技术由于码的错误性能高导致系统传输可靠性差的问题。其实现方案为：1.根据突发错误纠正能力B选择纠错能力强的BCH码作为外码；2.根据所选外码编码方案中的外码参数和原始Spinal码参数，确定外码信息比特；3.根据编码外码信息比特y生成分段校验序列p；4.合并原始信息比特m和分段校验序列p，生成级联Spinal码的输入序列；5.执行级联Spinal编码生成信道输入符号。本发明降低了Spinal码信息序列尾部比特的错误概率和Spinal码的错误性能，进而提高通信系统的传输可靠性，可用于蜂窝通信、卫星通信和物联网系统。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及一种级联Spinal码的构建方法，可用于蜂窝通信、卫星通信和物联网系统，提高系统的传输效率和可靠性。

背景技术

传统的Spinal码先将信息比特分段，利用哈希函数生成每段信息序列对应的哈希状态，根据每段的哈希状态产生每段的编码比特，再经过映射函数生成编码符号。如Weiqiang Yang,Ying Li等人在“Two-Way Spinal Codes”(IEEE InternationalSymposium on Information Theory,2016,pp1919-1923,July 2016)中给出一种改善Spinal码错误性能的双向Spinal码的编码结构和传输方案。该方案首先正向串行执行Spinal码编码得到前向编码序列，接着反向输入原始信息比特作为后向编码过程的输入进行Spinal码二次编码得到后向编码序列，以得到前向编码序列和后向编码序列；其传输过程是通过随机选择或按照一定比例选择前向编码序列或者后向编码序列输入传输信道。这种方案是利用Spinal码的潜在不等错误保护特性，通过前后向编码方案，降低信息序列尾部比特在传输过程中错误概率高的情况。该方案存在的不足是，只能在BEC信道下利用信道删余概率删除错误译码比特，而实际中大部分通信系统是在AWGN信道中传输数据，该方案应用在AWGN信道时由于译码复杂度过高，无法实现。

发明内容

本发明的目的在于设计一种降低错误性能的级联Spinal码的构建方法，以实现在较低译码复杂度下应用于AWGN信道，有效降低Spinal码尾部比特译码错误概率，降低整体错误性能，提高系统传输的可靠性。

本发明的技术思路是：根据外码参数和原始Spinal码参数确定外码信息比特在原始信息比特的位置，编码外码信息比特生成外码编码码字作为校验序列，合并校验序列和原始信息序列整体输入到级联Spinal码编码器，将编码符号输出至传输信道。

根据上述思路，本发明的实现方案包括如下：

(1)根据突发错误纠正能力B选择纠错能力强的BCH码作为外码；

(2)根据所选外码编码方案中的外码参数和原始Spinal码参数，确定外码信息比特：

(2a)按照不等错误保护特性将原始信息比特m划分为高可靠比特序列m^H和低可靠比特序列m^L:

其中m_i为第i个高可靠比特，i∈[1,(n_s+N-K)/2x]；m_j为第j个低可靠比特，j∈[(n_s+N-K)/2x+1,n_s/x]，n_s为原始信息比特长度，N为外码码长，K为外码信息比特长度，x为信息比特分段长度；

(2b)分别计算外码信息比特在高可靠比特序列m^H中的索引π_h和低可靠比特序列m^L中的索引π_l：

当K≥16时，π_h＝h,0＜h≤K-t，