[發(fā)明專利]基于高斯迭代列消元的信道編碼盲識(shí)別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610788085.3
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106712898B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張邦寧;郭道省;張曉凱;王耀文;張子平;吳剛;葉展;郭克鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 王瑋

1.一種基于高斯迭代列消元的信道編碼盲識(shí)別方法，主要盲識(shí)別出編碼碼長、校驗(yàn)矩陣，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、數(shù)字通信系統(tǒng)中解調(diào)出截獲序列，截獲序列長度為L，構(gòu)建處理陣列X，處理矩陣的列數(shù)通過不斷更新碼長估計(jì)參數(shù)，行數(shù)則為相應(yīng)的數(shù)據(jù)量整除，X為N*n矩陣，其中N為當(dāng)前估計(jì)的碼長，n為L除以N余數(shù)向下取整；

步驟2、對步驟1中處理陣列進(jìn)行基礎(chǔ)的列行變換處理，得出一個(gè)近似簡約列階梯型矩陣，此步驟稱作高斯列消元；

步驟3、判別當(dāng)前處理矩陣中是否存在相關(guān)性，若當(dāng)前近似簡約列階梯型矩陣存在低于判決門限列重的列，則當(dāng)前估計(jì)碼長下，截獲序列存在相關(guān)性，認(rèn)為當(dāng)前估計(jì)碼長為識(shí)別編碼碼長；若不存在，則回到步驟1，更新遍歷碼長估計(jì)參數(shù)，繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)性存在與否的搜索；

步驟4、在識(shí)別編碼碼長下對原始的處理矩陣隨機(jī)各行進(jìn)行隨機(jī)行置換，對置換后的處理矩陣高斯列消元之后，將低于門限的列索引所對應(yīng)的列置換矩陣中相應(yīng)的列向量保存；經(jīng)過多次迭代之后，求出保存的所有列向量中的一組極大無關(guān)組即為估計(jì)的監(jiān)督矩陣，從而實(shí)現(xiàn)對編碼方式廣義盲識(shí)別；

步驟3中所述判決門限理論值的計(jì)算過程如下：

步驟3-1、假設(shè)接收信道的為一個(gè)二進(jìn)制對稱信道BSC，其誤碼率為τ，接收到的碼字為c，若處理矩陣X由M個(gè)含噪碼字構(gòu)成；若發(fā)生錯(cuò)誤判決，則因?yàn)橛信紨?shù)個(gè)錯(cuò)，并且其錯(cuò)誤只跟監(jiān)督矩陣的列重有關(guān)，則有

wt(h)表示向量h的漢明重量，mh^T為整列向量與對應(yīng)的列向量乘積，

若mh^T看成是一個(gè)隨機(jī)變量，其取值為0和1的概率相等，因此Pr(mh^T＝0)＝Pr(mh^T＝1)＝1/2；

步驟3-2、當(dāng)M取值大于1000時(shí)，隨機(jī)變量XB_i近似服從正態(tài)分布，即XB_i～N(Mp,Mp(1-p))，其概率密度函數(shù)為

當(dāng)B_i是校驗(yàn)向量時(shí)，變量XB_i的均值E₁和方差D₁分別為

當(dāng)B_i不是校驗(yàn)向量時(shí)，有

其中c_j表示X的第j行，1≤j≤M；隨機(jī)變量XB_i的均值和方差分別為

步驟3-3、計(jì)算出步驟3-2兩種情況下的概率，用事件H₀表示B_i不是校驗(yàn)向量，事件H₁表示B_i是校驗(yàn)向量；則關(guān)于B_i判決的虛假概率P_fa和漏檢概率P_md分別為

其中決門限T_i的范圍為(0,1)；

步驟3-4、確定漏檢和虛警所占比重，確定最優(yōu)的最佳判決門限T_i：

對其求最大值，

將公式(7)帶入得

進(jìn)一步化簡，得

令

采用待定系數(shù)法得到兩個(gè)可能的最佳判決界：

將公式(4)和(6)帶入公式(12)，可知a＞0，且b＞0，因此函數(shù)P_t在T₁處取得最小值，在T₂處取得最大值，因此最佳判決界為

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高斯迭代列消元的信道編碼盲識(shí)別方法，其特征在于：步驟2中所述對應(yīng)的高斯迭代列消元，

建立一個(gè)N×N單位矩陣A和一個(gè)n×n單位矩陣B

AXB＝X^* (1)

從X的第1列開始，令i＝1，具體步驟如下：

如果X中第i列第i個(gè)元素為0，則從第i行中第i+1個(gè)元素開始向右依次搜索，直到找到第一個(gè)非零元素為止，記該非零元素所在列索引為i'；將X中第i'列與第i列互換，同時(shí)將矩陣B中第i'列與第i列互換；

如果X中第i列第i個(gè)元素為0，則從第i列中第i+1個(gè)元素開始向下依次搜索，直到找到第一個(gè)非零元素為止，記該非零元素所在行索引為i'；將X中第i'行與第i行互換，同時(shí)將矩陣A中第i'行與第i行互換；

如果X中第i列第i個(gè)元素為1，則從第i行中第i+1個(gè)元素開始向右依次搜索，若第i'列第i個(gè)元素為1，則將X中第i列加到第i'列，直到搜索完該行全部列為止，同時(shí)將矩陣B中第i列加到第i'列；這里的加法運(yùn)算為模2加。