[发明专利]基于部分扩频和部分乘性重复叠加的多元码构造方法

说明书

本发明提出了一种基于部分扩频和部分乘性重复叠加的多元码构造方法，旨在解决现有技术存在的码率损失较大的技术问题，并降低多元码的误比特率。其实现步骤为:设置待构造多元码的基本码参数；获取待构造多元码的基本码码字v^(t)；对v^(t)进行部分乘性重复叠加，得到多元符号序列c^(t)；对多元符号序列c^(t)进行部分扩频得到待构造多元码。本发明在保证低时延的前提下降低了构造方法的码率损失与构造的多元码的误比特率，可用于机器通信等连续流大数据低时延高可靠数据传输场景。

技术领域

本发明属于无线通信技术及信道编码领域，涉及一种多元码的构造方法，具体涉及一种基于部分扩频和部分乘性重复叠加的低码率长约束多元码的构造方法，可用于连续流数据包的低时延高可靠传输。

背景技术

随着五代移动通信系统的发展，机器通信等场景在传输信息时发送连续流数据包，并且需要较低的误比特率和时延，而相比于二元码，多元码定义在多元域上，其码字由多元域中的多元符号组成，有着更强的纠错能力和抗突发能力，尤其低码率的长约束多元码更适合于高可靠低时延连续流数据包的传输。

目前针对连续流数据包传输场景构造多元码存在两种典型的构造方法，第一种方法是基于分组马尔科夫叠加的构造方法，其将一个简单的多元码码字进行重复后与新码字进行叠加，具有较低的时延，但编译码过程中增加了交织解交织操作，需要更多的资源；第二种方法是基于乘性重复叠加的构造方法，例如申请公布号为CN 105915231 A，名称为“基于乘性重复叠加的长约束卷积码构造方法”的专利申请，该方法首先采用多元LDPC码作为基本码，并对发送的信息序列进行编码，得到多元LDPC码码字；然后将多元LDPC码码字进行乘性重复；再将所有的乘性重复结果进行叠加，得到乘性重复叠加结果，最后将原始多元LDPC码码字和乘性叠加结果合并作为构造的多元码，该方法无需引入交织器，简化了译码过程。上述方法拥有较低的时延，有利于连续流数据的传输，却无法得到低误比特率的多元码来保证高可靠传输。

为了保证数据的高可靠传输目前多使用低码率的多元码，直接构造低码率多元码很难实现，已有构造低码率多元码的方法是在简单的多元码基础上进行扩频，例如K.Kasai，D.Declercq，C.Poulliat，and K.Sakaniwa等人在2011年IEEE Trans.Inf.Theory上发表的论文“Multiplicatively repeated nonbinary LDPC codes”中，公开的一种低码率多元码构造方法，其将简单的多元码作为基本码，在此基础上通过乘性重复扩频得到一个码率比基本码码率低的多元码，但乘性重复引入了复杂的概率计算。又如B.Matuz，G.Liva，E.Paolini，M.Chiani and G.Bauch等人在2013年IEEE Transactions onCommunications上发表的论文“Low-Rate Non-Binary LDPC Codes for Coherent andBlockwise Non-Coherent AWGN Channels”中，公开的另一种低码率多元码构造方法，其将简单的多元码作为基本码，在此基础上进行Hadamard码扩频得到一个码率比基本码码率低的多元码，并可以利用快速Hadamard变换代替复杂概率计算。这两种方法通过扩频来得到高可靠的低码率多元码，但是采用这两种方法有着较大的码率损失且时延较大不适用于连续流数据传输。

综上所述，现有技术无法同时实现较小的码率损失和多元码较低的误比特率。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于部分扩频和部分乘性重复叠加的多元码构造方法，用于解决现有技术存在的码率损失较大的技术问题，并降低多元码的误比特率。

本发明的基本思想是：首先构造简单的中、高码率多元LDPC码作为带构造多元码的基本码，其次对基本码进行部分乘性重复叠加，再对部分乘性重复叠加的结果进行部分扩频。其实现包括如下步骤：