[發(fā)明專利]一種Polar-LDPC級(jí)聯(lián)碼的構(gòu)造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310512315.X
• 申請(qǐng)日: 2013-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103746708A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖東亮;王明珂;孫娜;孟海波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/11
• 分類號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像編碼領(lǐng)域，尤其涉及級(jí)聯(lián)碼。

背景技術(shù)

Polar碼是近年提出的一種新的信道編碼方法。它通過(guò)對(duì)完全相同且相互獨(dú)立的N＝2ⁿ個(gè)信道W進(jìn)行先合并后分離操作，使得每個(gè)信道W的對(duì)稱容量I(W)和巴氏參數(shù)Z(W)發(fā)生極化現(xiàn)象。根據(jù)信道極化現(xiàn)象，對(duì)信道的優(yōu)劣進(jìn)行篩選，通過(guò)編碼使得信息比特只在信道容量接近于1的信道上傳輸，而在信道容量接近于0的信道上只傳輸通信雙方約定俗成的冗余比特，這個(gè)冗余比特在Polar碼中稱為休眠比特。

Polar碼的編碼可以通過(guò)生成矩陣來(lái)完成，編碼公式為其中G_N為生成矩陣。G_N的計(jì)算公式為其中F=1011,]]>符號(hào)表示克羅內(nèi)克積，A的n次克羅內(nèi)克積就表示為：n≥1，并且定義B_N是一個(gè)執(zhí)行比特翻轉(zhuǎn)操作的矩陣，公式表示為式中R_N是對(duì)序列中元素根據(jù)下標(biāo)的奇偶進(jìn)行重新排列，B_N的遞歸計(jì)算公式一直可以執(zhí)行到時(shí)N＝4的情況，此時(shí)有B₂＝I₂。

Polar碼可以實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制離散無(wú)記憶信道的香農(nóng)限，在其他信道下也能逼近香農(nóng)限，這種可以媲美LDPC碼與Turbo碼的優(yōu)異性能使得它迅速成為信道編碼領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。

信道編碼定理指出：隨著碼長(zhǎng)的增加，譯碼誤碼率按指數(shù)接近于0。因此，長(zhǎng)碼是改善信道編碼譯碼性能的有效途徑，但是碼長(zhǎng)的增加必然導(dǎo)致譯碼器的復(fù)雜度和計(jì)算量急劇增長(zhǎng)，尤其是采用軟判決譯碼算法進(jìn)行譯碼時(shí)，其復(fù)雜度隨著碼長(zhǎng)的增大呈指數(shù)增長(zhǎng)，當(dāng)對(duì)譯碼算法進(jìn)行硬件仿真時(shí)，對(duì)硬件的消耗以及實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度更是不切實(shí)際的。

級(jí)聯(lián)碼正是調(diào)諧譯碼性能與譯碼復(fù)雜度之間矛盾的方法。級(jí)聯(lián)碼是一種利用碼結(jié)構(gòu)較好的短碼來(lái)構(gòu)造性能更優(yōu)的長(zhǎng)碼的有效途徑。將短碼進(jìn)行級(jí)聯(lián)之后，不僅可以提高其糾錯(cuò)能力，改善漸近性能，而且可以逼近信道香農(nóng)限。目前，級(jí)聯(lián)編碼已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信與存儲(chǔ)系統(tǒng)中。

如何獲得較低復(fù)雜度，同時(shí)又逼近信道香農(nóng)限的編碼方法是目前編碼領(lǐng)域中一直存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提出了一種Polar-LDPC級(jí)聯(lián)碼的構(gòu)造方法，該構(gòu)造方法以Polar碼為外碼，以LDPC碼為內(nèi)碼作串行級(jí)聯(lián)，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，對(duì)信息序列按照Polar碼編碼規(guī)則，通過(guò)生成矩陣G_N進(jìn)行編碼工作，得到信息序列

步驟2，將經(jīng)過(guò)Polar碼編碼后得到信息序列根據(jù)LDPC碼編碼，得到信息序列并把它送入信道進(jìn)行信息傳輸；

步驟3，從信道處接收到信息序列將它送入LDPC碼譯碼，利用BP迭代譯碼算法對(duì)它進(jìn)行譯碼，得到信息序列

步驟4，將LDPC碼譯碼后得到的信息序列傳送到Polar碼譯碼器中，利用連續(xù)刪除譯碼算法得到信息序列

進(jìn)一步，對(duì)信息序列按照Polar碼編碼規(guī)則進(jìn)行編碼具體為，其中G_N為生成矩陣，G_N的計(jì)算公式為其中F=1011,]]>符號(hào)表示克羅內(nèi)克積，A的n次克羅內(nèi)克積就表示為：n≥1，并且定義B_N是一個(gè)執(zhí)行比特翻轉(zhuǎn)操作的矩陣，式中R_N是對(duì)序列中元素根據(jù)下標(biāo)的奇偶進(jìn)行重新排列。