[發明專利]逼近信道容量的無速率TCM碼的編譯碼方法

有效

• 申請號: 201410275787.2
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104022848B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 白寶明;竇金芳;李瓊;陳佩瑤;魏蕓
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.逼近信道容量的無速率TCM碼的編譯碼方法，包括如下步驟：

(1)選用碼率R＝m/(m+1)的卷積碼編碼器，用該編碼器對信息序列u＝(u₁,u₂,…,u_i,…,u_L)進行編碼，得到編碼序列：c＝(c₁,c₂,…,c_i,…,c_L)，其中u_i為第i個2^m進制的信息符號，c_i為第i個2^m+1進制的編碼符號，1≤i≤L，L為編碼的網格長度；

(2)發送端通過改變信號映射關系，不斷對編碼序列c進行調制以產生源源不斷的符號信息并發送至信道，直到接收端接收足夠多的信息以完成正確譯碼為止：

(2a)令n表示發送端對編碼序列c進行調制的次數，初始化n＝1，并設計信號映射關系Φ_n；

(2b)在發送端，采用信號映射關系Φ_n，將編碼序列c＝(c₁,c₂,…,c_L)映射到2^m+1進制星座圖上，得到已調制符號序列x_n＝(x_n,1,x_n,2,...,x_n,L)，并將已調制符號序列x_n分成M部分：表示第i部分，1≤i≤M,1≤M≤L；

(2c)令t表示該次調制下發送端向信道發送符號序列的次數，初始化t＝1；

(2d)發送端對符號序列x_n進行刪余，只保留該序列的第t部分，即再將其發送至信道，信道輸出加噪序列在該次調制下接收端接收的符號序列為

(2e)接收端根據目前所有的已接收序列y＝(y₁,y₂,…,y_n)，使用維特比譯碼算法進行譯碼；

(2f)如果譯碼結果完全正確，則輸出譯碼結果，并宣告譯碼結束，如果譯碼結果有誤，則觀察此次調制下發送端向信道發送符號序列的次數t的大小，若t＝M，則令發送端對編碼序列c進行調制的次數n＝n+1,改變信號映射關系Φ_n，返回步驟(2b)；若t<M，則令t＝t+1，返回步驟(2d)。

2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(2e)所述的接收端根據目前所有的已接收序列y＝(y₁,y₂,…,y_n)，使用維特比譯碼算法進行譯碼，按如下步驟進行：

(2e1)令s₀表示編碼器編碼時的初始狀態，并初始化：令時間單位j＝0，進入初始狀態s₀的所有長為j段分支的部分路徑的度量值為0，進入其它狀態的所有長為j段分支的部分路徑的度量值為無窮大；

(2e2)對每一狀態s，挑選并存貯一條有最小度量的部分路徑及部分路徑度量值，稱此部分路徑為留選路徑；

(2e3)令時間單位j＝j+1，計算j時刻進入每一狀態s的所有分支的度量；

(2e4)將j時刻進入每一狀態s的所有分支的度量和與這些分支相連的前一時刻的留選路徑的度量相加，計算其部分路徑度量，然后按步驟(2e2)的方法得到j時刻進入每一狀態s的留選路徑，并進行存貯，并刪去其他所有路徑，使在j時刻進入每一狀態s的留選路徑均延長了一個分支；

(2e5)觀察時間單位j的大小，若j<L，其中L為編碼的網格長度，則返回步驟(2e3)，若j＝L，則比較所有狀態的留選路徑度量，挑選出一條有最小度量的路徑，再按時間順序輸出該路徑所有分支上輸入的二進制比特序列，得到譯碼結果。

3.根據權利要求2所述的方法，步驟(2e3)中，計算j時刻進入狀

態s的某一分支度量，具體步驟如下：

(2e31)假設某分支在前一時刻的狀態為s′，輸入符號u_j′后，通過網格編碼得到該分支的編碼輸出c_j′并進入狀態s；

(2e32)針對該分支，分別采用信號映射關系Φ₁,Φ₂,…,Φ_i,…,Φ_n，將編碼輸出c_j′映射到2^m+1進制星座圖上，依次得到符號χ₁,χ₂,…,χ_i,…,χ_n，其中，Φ_i表示發送端對編碼序列c進行第i次調制時所采用的信號映射關系，χ_i表示采用信號映射關系Φ_i將編碼輸出c′_j映射到2^m+1進制星座圖上得到的符號，1≤i≤n，n表示目前為止發送端對編碼序列c進行調制的次數；

(2e33)針對編碼器在j時刻輸出的編碼符號c_j，發送端發送符號x_1,j,x_2,j,…,x_i,j,…,x_n,j后，接收端接收到的符號依次為y_1,j,y_2,j,…,y_i,j,…,y_n,j，其中，x_i,j表示在發送端對j時刻編碼器輸出的編碼符號c_j進行第i次調制時得到的已調制符號，y_i,j表示x_i,j通過信道后的輸出，1≤i≤n，n表示目前為止發送端對編碼序列c進行調制的次數；

(2e34)根據該分支對應的已調制符號χ₁,χ₂,…,χ_i,…,χ_n和j時刻接收端對應接收的符號y_1,j,y_2,j,…,y_i,j,…,y_n,j，1≤i≤n，結合公式求出該分支度量Ω，且如果接收端未接收到符號y_i,j，則令||y_i,j-χ_i||²＝0。