[发明专利]用于降低错误性能的级联Spinal码构建方法

摘要

本发明公开了一种用于降低错误性能的级联Spinal码构建方法，主要解决现有技术由于码的错误性能高导致系统传输可靠性差的问题。其实现方案为：1.根据突发错误纠正能力B选择纠错能力强的BCH码作为外码；2.根据所选外码编码方案中的外码参数和原始Spinal码参数，确定外码信息比特；3.根据编码外码信息比特y生成分段校验序列p；4.合并原始信息比特m和分段校验序列p，生成级联Spinal码的输入序列；5.执行级联Spinal编码生成信道输入符号。本发明降低了Spinal码信息序列尾部比特的错误概率和Spinal码的错误性能，进而提高通信系统的传输可靠性，可用于蜂窝通信、卫星通信和物联网系统。

主权项

1.用于降低错误性能的级联Spinal码的构建方法，包括如下：(1)根据突发错误纠正能力B选择纠错能力强的BCH码作为外码；(2)根据所选外码编码方案中的外码参数和原始Spinal码参数，确定外码信息比特：(2a)按照不等错误保护特性将原始信息比特m划分为高可靠比特序列mH和低可靠比特序列mL:其中mi为第i个高可靠比特，i∈[1,(ns+N‑K)/2‑1]；mj为第j个低可靠比特，j∈[(ns+N‑K)/2x,ns]，ns为原始信息比特长度，N为外码码长，K为外码信息比特长度；(2b)分别计算外码信息比特在高可靠比特序列mH中的索引πh和低可靠比特序列mL中的索引πl：当K≥16时，πh＝h,0＜h≤K‑t，πl＝ns‑2K+2l,K‑t＜l≤K，当K＜16时，πl＝ns‑2K+2l,0＜l≤K，其中t为一个正整数，x＜t≤2x；(2c)根据索引确定外码信息比特y；(3)根据编码外码信息比特y生成分段校验序列p：(3a)将外码编码信息比特输入到外码编码器，利用循环校验矩阵Hn计算生成校验序列q＝(q1,q2,...,qm,...,qN‑K)，其中qm是第m个校验比特，m∈[1,N‑K]；(3b)将校验序列q均匀划分为(N‑K)/x个校验块，每个校验块有x个比特，得到分段校验序列p＝(p1,p2,...,pn,...,p(N‑K)/x)，其中pn是第n个校验块，n∈[1,(N‑K)/x]；(4)合并原始信息比特m和分段校验序列p，生成级联Spinal码的输入序列：(4a)将原始信息比特m划分为D＝ns/x个分段，即m＝(m1,m2,...,mo,...,mD)，其中mo是第o个信息块，o∈[1,D]；(4b)合并分段原始信息序列m与校验序列p得到新的分段序列ms＝[m,p]作为级联Spinal码的输入序列，这里ms共有D+(N‑K)/x个分段，每个分段有x个比特；(5)将上述输入序列ms输入到级联Spinal码编码器生成信道输入符号：(5a)将初始状态s0和ms的第一信息块m1输入至级联Spinal码编码器的哈希函数h(·)中，生成第一个哈希状态s1，再串行执行级联Spinal码的哈希函数h(·)，生成哈希状态st：其中mt是级联Spinal码输入序列ms中的的原始信息块；pt是级联Spinal码输入序列中ms的校验序列信息块；初始状态s0为发送端和接收端均已知的哈希状态，st‑1，st分别为第t‑1个信息块对应的哈希状态和第t个信息块对应的哈希状态；(5b)将(5a)中D+(N‑K)/x个哈希状态分别作为级联Spinal码的伪随机数生成器种子，生成D+(N‑K)/x个二进制伪随机序列，并将该二进制伪随机序列通过高斯映射函数映射为实数，得到信道输入符号。