[发明专利]卷积码的自叠加传输方法

说明书

本发明提出了一种卷积码的自叠加传输方法，主要解决现有技术编译码时延较大和复杂度较高的问题。其实现方案是：在发送端先通过卷积编码器得到一个二进制卷积码，作为基本码；之后经过自叠加运算将该基本码的码字序列与其交织后的复制序列进行叠加，从而在基本码的松散比特间建立联系；再对该叠加后的码字进行调制，调制符号序列经过噪声信道到达接收端；接收端对加噪后的调制符号序列进行解调和迭代译码，得到译码后验信息；再对译码后验信息进行判决，得到估计序列，完成传输。仿真结果表明，自叠加卷积码能够比相应的卷积码误比特性能更优，比现有由卷积码构造的纠错码编译码时延更小，复杂度更低，可用于空间通信，无线通信和广播通信。

技术领域

本发明属于通信领域，特别涉及一种自叠加传输方法，可用于空间通信，无线通信和广播通信。

背景技术

卷积码是一类经典的前向纠错FEC码，最早由Elias于1955年提出。到目前为止卷积码已被广泛应用于不同的通信系统，包括空间通信，无线通信和广播通信。与线性分组码相比，卷积码更依赖于约束长度而不是信息位长度。对于不同的编码器结构，如果他们在时域上是接近的，则卷积码的码字比特之间是强相依的，否则是松散耦合的。为了达到一个好的性能，通常需要一个较大的约束长度，但同时会造成一个较高的译码复杂度。作为卷积码最重要的扩展之一，Turbo码在1993年被提出。Turbo迭代原理提出后，使用诸如卷积码这样简单的码构造Turbo类码成为了编码理论中的一个热门话题。

基于卷积码构造有效的FEC码的研究较多，其中：

Junfu Cheng发表在“IEEE International Conference on Communications”会议上，检索号为1996443329735，题目为《Hyperimposed convolutional codes》的论文，提出一种超重叠卷积码，即将每个子码字交织后叠加到另一个子码字上。

作者Alberto Jimenez Felstrom and Kamil Sh Zigangirov发表在《IEEETransactions on Information Theory》期刊上，检索号为2001095480969，题目为《Time-varying periodic convolutional codes with low-density parity-check matrix》的论文，提出了卷积低密度奇偶校验(LDPC)码，之后该码被概括成空间耦合LDPC码。作者为Xiao Ma,Chulong Liang,Kechao Huang and Qiutao Zhuang发表在《IEEE Transactionson Information Theory》期刊上，检索号为20152200894257，题目为《Block Markovsuperposition transmission:Construction of big convolutional codes from shortcodes》的论文，提出的二进制马尔科夫叠加传输BMST码也是一类重要的耦合码。

上述卷积码构造FEC码的方法均需要不止一个基本码的码字来获得性能增益，很明显会造成编译码的时延较大且复杂度较高，因而不利于高可靠低时延的信息传输。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种卷积码的自叠加传输方法，以较低的编译码时延和复杂度就能获得比卷积码更优的性能，从而更加适用于高可靠低时延的信息传输。

本发明的技术方案是：将卷积编码后多个码字比特序列重新排列，再彼此叠加，最终传输自叠加后的码字，其实现步骤包括如下：

(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：