[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

技術領域

本發明涉及信道編碼信號處理，具體為一種基于高斯列消元的螺旋形交織器參數盲估計問題。

背景技術

數字通信系統中的突發錯誤無處不在，為了保持信息的可靠性，通常采用交織技術。交織技術通過置換信息序列碼字位置，改變原有碼結構，這樣使得信息序列具有克服突發錯誤的能力，再在接收端做相反的處理即可得到交織前編碼序列。現實信道中傳輸的編碼，絕大部分是經交織處理的。交織通常發生在糾錯碼后、信道傳輸之前，并且交織的盲識別只能和糾錯碼一起進行聯合分析，單純的分析交織參數難度很大。螺旋形交織器廣泛應用于數字通信系統中，對其參數(交織長度，同步參數，交織置換關系等)估計技術的研究也應更加深入。

綜上所述，交織將是未來信道編碼傳輸中非常重要的一種保密和降低誤碼的方式，因此對螺旋形交織器的研究也越來越重要，螺旋形交織器的研究主要包括交織長度、交織同步參數以及交織置換位置的判斷，這些研究對于編碼的識別、信息安全、電子對抗都具有重要作用。

目前，在信道編碼盲識別的領域中，對線性分組碼、卷積碼、Turbo碼參數識別與重構研究的比較多，對于交織參數盲識別相對較少。對于各種新型的交織器，比如：基于遺傳算法交織器、偽隨機交織器、螺旋形交織器的盲識別很少涉及。文獻“BurelG,Blindestimationofencoderandinterleavercharacteristicsinanoncooperativecontext.ProceedingsoftheSecondIASTEDInternationalCoferenceOnCommunications,InternetandInformationTechnology,2003.”首次利用線性碼“秩虧”的特點識別交織參數，但是沒有考慮誤碼的影響，對于高碼率編碼估計效果不明顯。文獻“廖斌，螺旋形交織器交織長度盲識別.電子信息對抗，2014.”通過將分析矩陣化為下三角矩陣，利用下三角下半部分每列含“0”的比率來識別交織參數，但是不能對同步參數進行識別，并且容錯性能很低，不具有可行性。因此，本發明提出基于高斯列消元的螺旋形交織器參數盲估計方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，針對螺旋形交織器參數盲識別的計算量大，高誤碼情況下性能差等缺陷，提出了一種基于高斯列消元法，解決了螺旋形交織器參數盲估計的難題。該方法能夠較精確的估計出螺旋形交織器的交織長度、交織同步位置，且適用于各種交織長度、交織碼率的螺旋形交織器的交織長度和同步盲估計。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：一種基于高斯列消元的螺旋形交織器參數盲估計方法，其步驟在于，首先，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，通過每列“1”比例的方差差值確定交織長度。在未知是否同步的情況下，本發明利用方差差值估計交織長度。識別出交織長度后，在一個交織長度內循環移位，利用每列“1”的均值估計同步參數。根據螺旋形交織器的特殊置換關系，估計出交織長度和同步參數后即可獲得交織置換關系。

螺旋形交織器是一種不規則、采用特殊讀寫方式的分組交織。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。通過對接收序列進行高斯列消元處理，可在發現分析矩陣每列“1”比例的均值、方差的差值上，交織長度、交織同步位置會表現出較強的數學特性，從而實現螺旋交織器的交織長度、交織同步位置的聯合估計。

本發明根據螺旋形交織器的特點，聯系線性分組碼列相關性質，提出了一種改進的高斯消元法的螺旋形交織器參數盲識別方法。本文根據線性分組碼完整碼字交織塊內分組碼字校驗位化為“0”的特點，利用分析矩陣中每列含“1”率方差差值幅度變化來對螺旋形交織器交織長度盲識別，利用均值最小實現同步參數盲識別，并分析證明碼率對交織性能識別的影響。

附圖說明

圖1本發明3×5螺旋形交織器示意圖；

圖2本發明交織長度識別流程圖；

圖3本發明同步參數識別流程圖；

圖4本發明交織長度識別示意圖；

圖5本發明同步參數估計示意圖；

圖6本發明同步情況下不同碼率碼長識別性能圖；