[发明专利]一种信道编码和纠错译码方法、设备以及存储介质

说明书

本发明公开了一种信道编码和纠错译码方法、设备以及存储介质，本方法首先对BDMC信道的输入矢量进行添加符号的预处理，对预处理后的输入矢量进行二元加权编码以实现对输入矢量的无损编码，提升信道传输的速率；然后对接收到数据后进行纠错译码，判断译码时通过判断译码出矢量是否符号预处理时的规律而进行检错纠错。通过理论和实验证明随着输入矢量的码长越长以及BDMC信道传输速率趋近于信道容量时，本方法纠错译码后的矢量中的误比特率趋近于0，误比特率优于极化码和LDPC码。本发明易于软硬件实现，可自适应于信道的干扰情况，可以通过增大码长和BDMC信道传输速率的值提高纠错能力。

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，特别涉及一种信道编码和纠错译码方法、设备以及存储介质。

背景技术

为了构造逼近信道容量的编码方法，专家学者们付出了不懈努力。2009年，Arikan提出了基于信道极化现象，在码长趋近于无限时被严格证明容量可达的编码方法，称为极化码(PolarCode)。极化码需要大量的运算才能极化出干净信道，否则极化性能有限。极化码无法适应于信道的瞬时干扰。而LDPC码理论上无法达到信道容量(香农限)。显然，在海量数据传输、数据高速可靠传输应用中发掘新的算法极其重要。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种信道编码和纠错译码方法、设备以及存储介质。

根据本发明的实施例，提供了一种信道编码和纠错译码方法，包括以下步骤：

S100、发送端将矢量X进行预处理得到矢量X′，并对所述矢量X′进行二元加权编码；其中，预处理之后的所述矢量X′满足以下条件：

条件1、连续的符号1个数小于或等于c_max(c_max＝0，1，2，...)；条件2、

所述二元加权编码的过程如下：

根据编码公式L_i＝L_i-1R_i-1F(X′_i-1，r)对所述矢量X′进行编码，令编码后的L_n＝V；其中，X′_i为矢量X′中第i个字符，r为权系数，F(X′_i-1，r)为X′_i的加权累计分布函数，R₀＝1，L₀＝0，i∈(1，2，...，n)，n为所述矢量X′的字符数；

S200、发送端将序列V经BDMC信道发送至接收端；

S300、接收端接收所述序列V后，对所述序列V进行纠错译码：

S301、以m个比特字符为窗口，获取所述序列V中连续m个比特作为第一纠错序列；

S302、沿所述第一纠错序列中的首字符向后译码出l_m个比特作为第二纠错序列，所述l_m个比特为检验所述第一纠错序列必然发生比特错误的最小译码长度；

S303、若所述第二纠错序列不符合所述条件1，则沿所述第一纠错序列中的尾字符向前选取S_m个比特作为第三纠错序列，所述S_m个比特字符为所述第一纠错序列的最大纠错范围；

S304、遍历所述第三纠错序列中所有的错误位置，按序对错误位置进行更正并且在每次更正一个错误位置后进行以下处理：

根据更正错误位置后的所述第三纠错序列对所述第一纠错序列、以及所述第二纠错序列进行对应位置的更正；

判断更正后的所述第二纠错序列是否符合所述条件1，若符合，则所述第一纠错序列纠错完成并译码出m个比特字符；若不符合，则更正下一个错误位置。