[發明專利]基于高斯列消元的螺旋形交織器參數盲估計方法

在審

• 申請號: 201610148955.0
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105763205A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 張天騏;張世會;歐旭東;張剛;羅忠濤
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H03M13/27
• 分類號: H03M13/27;H04L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于高斯列消元的螺旋交織器參數盲估計方法，其步驟在于，將截獲信息序列橫向放入分析矩陣，利用二元域高斯列消元法對分析矩陣進行化簡，計算化簡后矩陣第k列“1”的比例，通過“1”的比例的均值差值和方差差值確定交織長度。在同步的情況下，均值差值識別交織長度有較高的容錯率；在未同步情況下，用方差差值識別交織長度，均值確定同步參數；并適用于不同碼率。

2.根據權利要求1所述的估計方法，其特征在于，建立交織過程為：數據按行方向順序放入p行q列矩陣，其中p和q互素；交織時從矩陣左上角開始向右下方移位讀取數據；每向下一行索引地址同時向右移動一位。若p_i和q_i分別代表第i比特行索引和列索引，則映射函數為其中，i＝0,1,2…S-1,,S＝p×q，S為交織長度。遞歸運算中p₀＝0,q₀＝0。3×5螺旋形交織器如圖1所示。

3.根據權利要求1所述的估計方法，其特征在于根據權利要求1所述的估計方法，其特征在于假設交織之前使用的糾錯編碼方式為(n,k)二進制線性分組碼，n為每個碼字長度，k為信息位長度。分組碼C經交織長度為S的螺旋形交織器交織后再信道上傳輸。交織是對分組碼碼元位置的置換，并不改變完整碼字內部的校驗關系。

為了保證交織的性能，通常二進制分組碼(n,k)(n為分組碼長，k為信息位長度)與交織之間滿足以下兩個條件：

(1)S＝N·n,N∈N₊，即交織長度S為碼長n的整數倍；

(2)交織塊起點為一個線性分組碼的起點。

4.根據權利要求1-3所述的估計方法，同時結合交織只改變碼字位置及線性分組碼碼字之間線性相關這兩點性質，在存在誤碼且同步情況下，當n_a＝N·S，N為正整數，即分析矩陣的列數為交織長度的整數倍的時，由于分組碼約束關系的存在，校驗位仍會被信息位化為0，此時因此，這些相關列的近似為0。如果n_a≠N·S，每行中0、1元素隨機分布，那么近似為1/2，k＝1,2,…n_a,n_a≠S。X(n_a)的方差分別為：

差值函數為：

D_k(n)＝(x_n-x_n-1)

當n_a＝NS,(N≥2)時，在分析矩陣中，一個完整的交織塊分布在兩行，但每行內交織位置關系依然對應。經過本文方法，交織塊內分組碼校驗位依然化為全0。

設則

由于誤碼的存在，原本校驗列有不能化為全0的可能，使得E_S較為接近1/2，那么E的變化幅度較小，而V則能使該變化更為突出，故可利用D_V(n_a)最大，D_V(n_a+1)最小的幅度變化來識別交織長度。

k/n表示線性分組碼(n,k)的碼率。若(n₁,k₁)表示低碼率線性分組碼，(n₂,k₂)表示碼率較高線性分組碼，則k₂/n₂>k₁/n₁，由式(2)、(5)可知：

E(Sk1)∈[k12n1,12)E(Sk2)∈(k22n2,12)]]>

DV(Sk1)=E(Sk1)-E(Sk1-1)∈[k12n1-12,0)]]>

DV(Sk2)=E(Sk2)-E(Sk2-1)∈[k22n2-12,0)]]>

DV(Sk1+1)=E(Sk1+1)-E(Sk1)∈(0,12-k12n1)]]>

DV(Sk2+1)=E(Sk2+1)-E(Sk2)∈(0,12-k22n2)]]>

則

|D_V(S_k1+1)-D_V(S_k1)|>|D_V(S_k2+1)-D_V(S_k2)|

上式證明了當線性分組碼碼率較大時，則其均值差值和方差差值變化范圍變小，相應的最大、最小值相差變小，識別概率下降。