[发明专利]卷积码的自叠加传输方法

权利要求书

1.一种卷积码的自叠加传输方法，其特征在于，包括如下：

(1)信源序列通过卷积编码器得到一个二进制卷积码C[n,k,m]，作为基本码，其中k表示每次卷积编码器输入的比特数，n表示每次卷积编码器输出的比特数，m表示约束长度；

(2)将基本码进行自叠加运算得到自叠加卷积码：

(2a)将基本码C[n,k,m]的码字表示为v＝(v⁽⁰⁾,v⁽¹⁾,...v⁽ⁱ⁾...,v^(n-1))，其包含了n个码字比特流v⁽ⁱ⁾，0≤i≤n-1，将第i个码字比特流v⁽ⁱ⁾复制(n-i)份，第一份直接输出到第i个接口处，剩余(n-i-1)份分别经交织后依次输出到第(i+1)到第(n-1)个接口处；

(2b)在每个输出接口处将所有接入的基本码的码字比特流和交织后的码字比特流进行模2加运算，得到自叠加卷积码字c＝(c⁽⁰⁾,c⁽¹⁾,...c⁽ⁱ⁾...,c^(n-1))，其包含了n个自叠加卷积码字比特流，c⁽ⁱ⁾表示第i个自叠加卷积码字比特流；

(2c)设计一个大小为nN×nN的生成矩阵G_SS，其为满秩上三角矩阵，当n＝3时的G_SS表示为：

其中，I和0分别表示大小为N×N的单位阵和全0矩阵，Π₀表示为第0个置换矩阵，Π₁表示为第1个置换矩阵，Π₂表示为第2个置换矩阵，且所有置换矩阵的大小均为N×N；

(2d)根据生成矩阵G_SS，将从基本码的码字v到自叠加卷积码字c的编码过程表示为：c＝vG_SS；

(3)对自叠加卷积码字c进行调制，并将调制后的符号序列经过噪声信道传输到接收端；

(4)接收端对加噪后的调制符号序列进行解调，获得解调软信息；

(5)对解调软信息进行迭代译码，得到译码后验信息：

(5a)采用基于生成矩阵G_SS的信息传递算法，设计一个自叠加译码器，采用BCJR算法，设计一个卷积译码器，将自叠加译码器与卷积译码器进行级联，得到迭代译码器；

(5b)根据硬件实现复杂度的要求，设置最大译码迭代次数为I_max，将解调软信息送入迭代译码器进行译码，其中，自叠加译码器是对自叠加运算进行译码，卷积译码器是对基本码进行译码，在达到最大译码迭代次数I_max后输出译码后验信息；其实现如下：

首先，将解调软信息送入自叠加译码器，得到自叠加译码软信息后再送入到卷积译码器，得到译码后验信息和译码外信息；

然后，将译码外信息作为先验信息与解调软信息一并送入到自叠加译码器，将该信息传递过程视为一次迭代，重复迭代若干次直到满足最大迭代次数I_max，最终将译码后验信息输出；

(6)对译码后验信息进行译码判决，得到对信源序列的估计序列，完成卷积码的传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中对自叠加卷积码字c进行调制，是指对自叠加卷积码字按照映射规则，将二进制比特序列映射成实数或者复数序列，即调制符号序列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中接收端对加噪后的调制符号序列进行解调，是指按照已知的映射规则，将实数或者复数序列逆映射成二进制的比特序列，得到各比特位的概率信息，即解调软信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)中对译码后验信息进行译码判决，得到对信源序列的估计序列，其实现如下：

令P(0)表示某比特位为‘0’的概率，P(1)表示某比特位为‘1’的概率；

当某比特位的译码后验信息为似然比，即P(0)/P(1)时，通过判断该似然比大于或者小于1分别判定该比特位为‘0’或‘1’；

当某比特位的译码后验信息为对数似然比，即ln(P(0)/P(1))时，通过判断该对数似然比大于或者小于0分别判定该比特位为‘0’或‘1’。