[发明专利]卷积码的自叠加传输方法

摘要

本发明提出了一种卷积码的自叠加传输方法，主要解决现有技术编译码时延较大和复杂度较高的问题。其实现方案是：在发送端先通过卷积编码器得到一个二进制卷积码，作为基本码；之后经过自叠加运算将该基本码的码字序列与其交织后的复制序列进行叠加，从而在基本码的松散比特间建立联系；再对该叠加后的码字进行调制，调制符号序列经过噪声信道到达接收端；接收端对加噪后的调制符号序列进行解调和迭代译码，得到译码后验信息；再对译码后验信息进行判决，得到估计序列，完成传输。仿真结果表明，自叠加卷积码能够比相应的卷积码误比特性能更优，比现有由卷积码构造的纠错码编译码时延更小，复杂度更低，可用于空间通信，无线通信和广播通信。

主权项

1.一种卷积码的自叠加传输方法，其特征在于，包括如下：(1)信源序列通过卷积编码器得到一个二进制卷积码C[n,k,m]，作为基本码，其中k表示每次卷积编码器输入的比特数，n表示每次卷积编码器输出的比特数，m表示约束长度；(2)将基本码进行自叠加运算得到自叠加卷积码：(2a)将基本码C[n,k,m]的码字表示为v＝(v(0),v(1),...v(i)...,，v(n‑1))，其包含了n个码字比特流v(i)，0≤i≤n‑1，将第i个码字比特流v(i)复制(n‑i)份，第一份直接输出到第i个接口处，剩余(n‑i‑1)份分别经交织后依次输出到第(i+1)到第(n‑1)个接口处；(2b)在每个输出接口处将所有接入的基本码的码字比特流和交织后的码字比特流进行模2加运算，得到自叠加卷积码字c＝(c(0),c(1),...c(i)...,c(n‑1))，其包含了n个自叠加卷积码字比特流，c(i)表示第i个自叠加卷积码字比特流；(2c)设计一个大小为nN×nN的生成矩阵GSS，其为满秩上三角矩阵，当n＝3时的GSS表示为：其中，I和0分别表示大小为N×N的单位阵和全0矩阵，Π0表示为第0个置换矩阵，Π1表示为第1个置换矩阵，Π2表示为第2个置换矩阵，且所有置换矩阵的大小均为N×N；(2d)根据生成矩阵GSS，将从基本码的码字v到自叠加卷积码字c的编码过程表示为：c＝vGSS；(3)对自叠加卷积码字c进行调制，并将调制后的符号序列经过噪声信道传输到接收端；(4)接收端对加噪后的调制符号序列进行解调，获得解调软信息；(5)对解调软信息进行迭代译码，得到译码后验信息：(5a)采用基于生成矩阵GSS的信息传递算法，设计一个自叠加译码器，采用BCJR算法，设计一个卷积译码器，将自叠加译码器与卷积译码器进行级联，得到迭代译码器；(5b)根据硬件实现复杂度的要求，设置最大译码迭代次数为Imax，将解调软信息送入迭代译码器进行译码，其中，自叠加译码器是对自叠加运算进行译码，卷积译码器是对基本码进行译码，在达到最大译码迭代次数Imax后输出译码后验信息；(6)对译码后验信息进行译码判决，得到对信源序列的估计序列，完成卷积码的传输。