[发明专利]一种深空通信信道编译码系统及其方法

摘要

本公开揭示了一种深空通信系统的信道编译码系统以及译码方法，涉及通信技术领域。本公开选用极化码作为深空通信信道编译码方案，提出深空通信的信道模型并采用Tal‑Vardy方法对所述信道模型构造极化码。经过仿真得出如下结论：在低信噪比时，将极化码作为深空通信系统的信道编译码能够有效的提高通信质量，并且使用本公开所述的改进E‑SCL译码算法，误帧率要低于SC译码算法，且其误帧率同SCL译码算法的误帧率相当。

主权项

1.一种深空通信信道编译码系统，包括：编码模块，用于：(1)采用Tal‑Vardy构造方法，通过信道进化和信道退化操作获得极化子信道，包括：a.定义进化近似的融合函数y₁＝urgrading_merge(W，μ)和退化近似的融合函数y₂＝degrading_merge(W，μ)，其中W为基本BMS信道，μ为输出符号集合大小的上界；b.通过进化近似和退化近似算法分别获取信道的进化近似信道和退化近似信道，以此计算信道错误概率的上界和下界；c.根据上、下界来挑选“好”的信道：选择K个最可靠的极化子信道作为信息位A，其余极化子信道作为冻结位以此完成极化码的构造，构造后的极化码的参数表达式为其中N表示极化码长度，A表示信息位，K表示信息位长度，表示冻结位；(2)依据信道极化的递归构造过程确定生成矩阵其中B_N是位反转置换矩阵，F为核矩阵，为一个矩阵的n维克罗内克积；基于生成矩阵G_N对极化码源信息进行编码，得到编码后码字其中，所述极化码源信息的参数和编码信息由构造后的极化码的参数表达式决定；调制模块，用于：通过二进制相移键控BPSK技术调制将编码模块得到的所述编码后码字映射为发送信号；信道模块，用于：将深空通信信道作为加性高斯白噪声(AWGN)信道，通过该信道输出所述调制模块调制后的发送信号；解调模块，用于：选用二进制相移键控(BPSK)技术，通过BPSK解调将所述信道模块输出的信息映射为要译码的信息；译码模块，用于：(1)接收信道输出的比特序列其为N个信道的输出信息，每个比特的转移概率函数为W(y_i，x_i)，其中x_i为输入比特，y_i为输出比特；(2)设定SCL译码算法过程中保留的路径条数L的值，其中L取值为2的幂次，并将初始路径设置为空路径；(3)对所述比特序列同时进行SCL和SC译码，得出L条SCL译码路径的路径集合S_SCL＝(i₁，i₂，...i_L)和一条SC译码路径L_SC，其中，S_SCL中每个i都对应一个二进制序列；L_SC则对应一个二进制序列i_c；(4)基于译码路径的二进制序列，判断SC译码路径L_SC对应的二进制序列i_c是否在SCL译码路径的路径集合S_SCL的L个二进制序列当中，若不属于，则将路径L_SC添加到集合S_SCL中，若属于，则集合S_SCL保持不变；(5)从路径集合S_SCL中，挑选出度量值最大的路径作为最终的译码路径S_E‑SCL，并输出该译码路径S_E‑SCL。