[發明專利]面向插入刪節與替代錯誤的硬判決導向前后向估計方法

有效

• 申請號: 201611097459.3
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106788458B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 張林林;陳為剛;楊晉生;劉敬浩
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種面向插入刪節與替代錯誤的硬判決導向前后向估計方法，屬于數字通信差錯控制編碼領域，本發明針對級聯水印與糾錯碼的方案，用于插入刪節錯誤估計的前后向算法引入外譯碼器輸出的硬判決結果，使得內譯碼器的參考序列為水印序列與稀疏化后的硬判決碼字序列的疊加；引入硬判決導向的水印譯碼器，利用該參考序列和更新后的有效替代錯誤概率重新計算輸出概率，進一步計算前向度量值和后向度量值，提高了前后向估計方法輸出給外譯碼器的每個符號的似然信息的可靠度。本發明與傳統處理方案相比，提高了前后向方法估計準確度，以較小的額外復雜度獲得了較大的性能增益。

技術領域

本發明涉及數字通信差錯控制編碼領域，尤其涉及一種面向插入刪節與替代錯誤的硬判決導向前后向估計方法。

背景技術

在信息傳輸或存儲過程中，由于定時和同步的偏差等原因，造成符號的插入或刪節，稱為同步錯誤，包括插入或刪節錯誤。插入或刪節錯誤與傳統替代錯誤(例如二進制對稱信道或二進制刪除信道中存在的錯誤)有較大差別。由于被插入與刪節錯誤干擾的信道具有記憶性，單個未被糾正的同步錯誤會引發一系列突發性的替代錯誤，造成災害性的錯誤傳播，適用于無記憶信道和加性噪聲的傳統糾錯編碼技術很少能直接應用到插入與刪節錯誤糾正問題中。因此，插入與刪節錯誤糾錯碼方案的設計是一個非常有挑戰性的問題。

目前，針對插入刪節與替代錯誤的基于級聯碼的編譯碼方案是目前認為最有潛力的方案。其主要思想是將一個可幫助接收端識別同步錯誤的內碼與一個具有較好糾正替代錯誤能力的外碼級聯，達到糾正同步錯誤的目的。在Davey和Mackay提出的級聯方案中，采用的內碼為水印碼，外碼為非二進制低密度奇偶校驗碼(NB-LDPC)。發送端，NB-LDPC編碼器的輸出被映射為一個稀疏二進制序列，并與收發端均已知的水印序列模二加得到發送序列；接收端，內譯碼器采用基于隱馬爾可夫模型的前向-后向算法，推斷同步錯誤發生的位置，并輸出外碼的每一個符號取q個值對應的似然信息。外譯碼算法的輸入為前后向算法輸出的似然信息，采用NB-LDPC碼的基于對數域的和積譯碼算法，糾正接收序列中的未糾正的插入/刪節錯誤及替代錯誤，輸出發送信息向量的估計值。

發明人在實現本發明的過程中，發現現有技術中至少存在以下缺點和不足：

采用水印碼與一般糾錯碼的級聯方案能夠有效識別塊邊界，可以糾正插入刪節語替代錯誤，但是其比特級譯碼算法的性能還存在較大的改善空間。本發明將外譯碼器的結果反饋給內譯碼器的前后向算法，從而輔助前后向算法的插入刪節錯誤位置估計，改善了整體性能。

發明內容

本發明提供了一種面向插入刪節與替代錯誤的硬判決導向前后向估計方法，以較小的額外復雜度獲得了較大的性能增益。

本發明的特征在于，針對采用級聯水印與糾錯碼的方案，用于插入刪節錯誤錯誤估計的前后向算法引入外譯碼器輸出的硬判決稀疏估計序列，使得內譯碼器的參考序列為水印序列與稀疏化后的硬判決碼字序列的疊加；引入硬判決導向的水印譯碼器利用該參考序列和更新后的有效替代錯誤概率計算輸出概率，進一步用于計算前向度量值和后向度量值，進而提高了前后向估計方法輸出給外譯碼器的每個符號的似然信息的可靠度。

一種面向插入刪節與替代錯誤的硬判決導向前后向估計方法，所述方法包括以下步驟：

(1)利用外譯碼器輸出的硬判決碼字序列生成水印譯碼器新的參考序列；