[发明专利]一种用于卫星测控的极化码编译码方法

说明书

本发明公开了一种用于卫星测控的极化码编译码方法，涉及信道编译码技术领域。本发明包括：用码长为512的Polar码系统，码字的构造方式采用高斯近似算法；高斯近似算法最早是用在AWGN信道中构造LDPC码的，对于Polar码也是十分适用的；设计译码算法：采用快速SCL译码算法，其中L＝16，每个SC译码器为快速SC译码器，快速SC译码器将译码节点分为四类特殊子码，四类特殊子码分别为R0码、Rep码、SPC码、R1码，四类节点可直接译码。本发明通过采用SC译码的Polar没有迭代LDPC译码的错误平层的缺陷，即当测控信道质量较好时，其编码增益也会相当明显。

技术领域

本发明属于信道编译码技术领域，特别是涉及一种用于卫星测控的极化码编译码方法。

背景技术

随着卫星科技的发展，卫星测控技术也在不断更新，任何地面系统想要遥测和控制卫星设备都离不开卫星测控系统。而新一代的卫星测控系统要求更加严格，指令更短，信道质量状况更加不稳定，测控通信的时延要求更加苛刻等。

因此传统的信道编码方式可能不再适用于新一代卫星测控系统。Polar码的短码具有编译码时延低、功耗小、实现简单，译码性能良好等优点，适用于新一代的卫星测控场景，如中国专利CN108494526B公开一种多进制正交扩频信号的极化码编译码方法，读入拟发送的信息序列、对信息序列进行极化码编码、对极化码编码序列进行交织处理、进行多进制正交扩频、提取对数似然比序列、对对数似然比序列进行解交织、极化码译码。通过提取对数似然比序列的软判决方式将高效的极化码编译码与多进制正交扩频结合，具有误码性能好、实现复杂度低和频谱效率高等优点，满足信道编译码技术对效率和可靠性的要求。

但是，卫星测控技术中要求在信道质量较好的情况下不会出现错误平层，因此本申请提出了一种适用于卫星测控的极化码编译码设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于卫星测控的极化码编译码方法，通过采用低码率、低码长的Polar码来保证卫星测控系统高可靠性。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种用于卫星测控的极化码编译码方法，包括以下步骤：

设计码字：

采用码长为512的Polar码系统，码字的构造方式采用高斯近似算法(GA)；高斯近似算法(GA)最早是用在AWGN信道中构造LDPC码的，对于Polar码也是十分适用的；

设计译码算法：

采用快速SCL译码算法，其中L＝16，每个SC译码器为快速SC译码器，快速SC译码器将译码节点分为四类特殊子码，四类特殊子码分别为R0码、Rep码、SPC码、R1码，四类节点可直接译码；

极化码的编码过程：

当极化码N＝2时，设u₁,u₂为信源比特，x₁和x₂是编码比特；则x₂＝u₂；

当极化码N为2的幂次时，将N＝2时的编码结构递归即可。

进一步地，所述R0码为零码率的码字；

将长度为N＝2ⁿ且没有信息比特，只有冻结比特的极化码标记为R0极化码；这样R0译码节点无需译码，因为它的似然信息值不会发生改变，n≧0。

进一步地，所述Rep码为重复码；

将长度为N＝2ⁿ且只有第N个比特是信息比特，其余的全是冻结比特的极化码标记为重复码。

进一步地，所述Rep码最大似然译码公式如下：