[发明专利]一种基于高斯列消元的卷积码码长盲识别方法

说明书

本发明属于无线通信系统中的码字识别技术领域，具体是涉及一种高斯列消元的卷积码码长盲识别方法。本发明方法根据编码序列码元之间的相关性，通过高斯消元过程中所进行的初等变换的矩阵列变换搜索存储矩阵中是否存在线性相关列，当存储矩阵列数为真实码长或真实码长整数倍时，在无误码情况下校验位所在列可以全化为“0”的特性，引入余弦相似度，通过衡量卷积码码字矩阵高斯列消元后每列中“1”的比例的归一化列重向量与随机二进制矩阵的归一化列重向量的余弦相似度的波动性来确定卷积码的参数。本发明方法能够在误码率为0.01时达到90％的码长识别概率且适用范围广，对不同码长不同码率不同约束度的卷积码的码长均具有较好的识别性能。

技术领域

本发明属于无线通信系统中的信道编码的盲识别技术领域，具体是涉及一种基于高斯列消元的卷积码码长的盲识别方法。

背景技术

目前，数字信号在信道传输过程中，由于受到噪声干扰会使信号失真，为了提高数据传输的可靠性，需要对信号进行信道编码。信道编码包括扰码、纠错编码及交织。卷积码属于纠错编码中最重要的一类码，卷积码作为一种分组码，具有码长较短、码字间存在相关性、编译码方式简单以及纠错性能较好的特点，所以在卫星通信、深空通信、移动通信等领域中广泛应用。在非协作通信情形下，第三方无法直接获得通信过程中采用的信道编码参数，急需一种仅利用接收或截获的编码数据快速准确地识别出编码参数的技术，以便数据译码更好地分析信息数据中的有用信息。

目前针对卷积码的码长识别方法主要集中在以下几种：

1.Walsh-Hadamard分析法

应用Walsh-Hadamard变换方法解方程求卷积码生成多项式，该方法可以直接应用于1/n码率卷积码的生成多项式识别，抗误码性能好不需要大量的数据量，但是该方法需要知道更多的先验知识建立数据矩阵方程。

2.矩阵分析法

矩阵分析法是将截获的数据，将其按顺序排列成一个p×q的识别矩阵循环改变矩阵的维数，对矩阵进行初等化简，根据矩阵行数为码长或码长整数倍时，化简得到的矩阵将出现秩亏现象，记录矩阵秩不等于列数的分组长度，计算其公约数可求得卷积码码长。但是，有误码的卷积码码长的盲识别算法中，该方法的容错率较低，码长识别受错误率影响大其容错性有待进一步研究。

3.欧几里德识别法

有限域上接收卷积码码字多项式c₁(x)和c₂(x),生成多项式为g₁(x)和g₂(x)，根据纠错编码的校验关系，对接收到的卷积码编码数据在有限域上通过多项式的辗转相除得到生成多项式。此方法的计算量相对较少，但是仅仅针对1/2码率卷积码的识别，且必须在已知码字起始位置时才能完成识别。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于高斯列消元的卷积码码长的盲识别方法，本发明适用的卷积码码率范围广且容错性能较好。

本发明的技术方案为，一种基于高斯列消元的卷积码码长的盲识别方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、从数字通信系统中解调出截获序列，且截获序列长度为L；

S2、构建数据矩阵X_m×n，设置n的遍历范围,数据矩阵的行数m为即接收到的数据量L除以当前估计的码长n的值向下取整；

S3、对S2中的数据矩阵X_m×n进行基础列变换处理，得到一个近似简约列阶梯型矩阵X^*_m×n，取矩阵X^*_m×n的第n+1行至m行，第1至n列组成数据矩阵X_m×n的跟随矩阵X。

S4、计算S3中跟随矩阵X中每一列所含“1”的比率值，得到对应于跟随矩阵X的归一化列重向量；