[發明專利]一種基于穿刺極化碼的信息通信方法

有效

• 申請號: 201711313829.7
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108055107B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 李莉萍;宋偉;牛凱;張川
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/13;H03M13/00
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

1.一種基于穿刺極化碼的信息通信方法，其特征在于，包括以下步驟：

11)數據信息的獲取，獲取待傳輸的數據；

12)穿刺極化碼的構建，設定穿刺極化碼的類型為未知類型的穿刺或已知類型的穿刺，根據準均勻穿刺方法或反準均勻穿刺方法獲得碼字穿刺集合Q；根據編碼信道、穿刺類型、信源穿刺集合B、碼字穿刺集合Q以及構建方法來確定信息位集合I和休眠位集合F，其中，所述穿刺極化碼的構建包括以下步驟：

121)標識設定，設符號channel_type為任意的無記憶二進制對稱信道，建立集合B、集合Q、集合I和集合F，

其中，穿刺的信源位放在集合B中，集合B的比特翻轉置換放在集合Q中，穿刺極化碼中信息位放在集合I中，穿刺極化碼中休眠位放在集合F中，

122)穿刺極化碼碼長的設定，設穿刺比特的數目為q個、原始極化碼碼長為N，則穿刺極化碼的碼長M為M＝N-q；

123)選定碼字穿刺集合，根據穿刺類型選擇穿刺方法，若穿刺類型是未知類型，則選擇準均勻穿刺方法，若穿刺類型是已知類型，則選擇反準均勻穿刺方法；根據準均勻穿刺方法或反準均勻穿刺方法從1到N中選擇要穿刺的q個信源位，構成信源穿刺集合B，然后再對信源穿刺集合B做比特翻轉置換得到碼字穿刺集合Q；

124)信息位集合I和休眠位集合F的獲得，通過對穿刺極化碼進行計算選取，獲得信息位集合I和休眠位集合F；

所述的信息位集合I和休眠位集合F的獲得包括以下步驟：

1241)設approximateFun(W⁽ⁱ⁾,μ)表示合并函數，其中W⁽ⁱ⁾代表第i個底層信道的轉移概率，假設W⁽ⁱ⁾是根據最大似然比值的升序來排序，μ為函數輸出概率集合的維度；

1242)設置初始的轉移概率集合W＝{W⁽¹⁾,W⁽²⁾,....,W^(N)}，其中，W⁽ⁱ⁾代表信道i的轉移概率，其維度為μ；若W⁽ⁱ⁾的初始維度不為μ，則調用合并函數approximateFun對W⁽ⁱ⁾進行合并，使W⁽ⁱ⁾的維度固定在μ；

1243)轉移概率集合W的運算，對初始轉移概率集合W進行運算，獲得最終的轉移概率集合W；

1244)得出所有比特信道出錯的概率集合Pe＝{P₁,P₂,...,P_N}，

其計算表達式如下：P_i＝∑W⁽ⁱ⁾(1,μ/2+1:μ)；

1245)根據得到的P_e＝{P₁,P₂,...,P_N}以及信源穿刺集合B，對所有比特信道進行排序得到信息位集合I和固定位集合F；

12451)對集合{1,2,...,N}做比特翻轉置換得到指數集合

Index＝{idx(1),idx(2),...,idx(N)}，

得到最終的所有比特信道出錯的概率集合

P_e＝{P₁,P₂,...,P_N}＝{P_e(idx(1)),P_e(idx(2)),...,P_e(idx(N))}；

12452)對所有比特信道出錯的概率集合P_e進行排序，根據P_i在排序前集合P_e中所在的位置得到排序后對應的指數集合，然后根據得到的指數集合以及信源穿刺集合B，獲得相應的信息位集合I和固定位集合F，其中

13)數據信息的傳輸，設定編碼碼字中對應碼字穿刺集合Q的編碼比特不進行傳輸，將休眠位集合F作為固定位，設為全0，對信息位集合I和休眠位集合F的信息比特編碼，設獲取的原始信息為生成矩陣為G_N，則編碼碼字為將編碼碼字中除了編碼比特x_Q(1)、x_Q(2)、...、x_Q(q)之外的編碼比特進行通信傳輸；

14)數據信息的接收，解碼端根據穿刺類型以及碼字穿刺集合Q來設定相應信道的最大似然值LR并進行接收解碼；若為未知類型的穿刺，其最大似然值LR設為1；若為已知類型的穿刺，其最大似然值LR設為無窮大或0，其中：最大似然值LR為無窮大對應已知穿刺編碼比特為0、最大似然值LR為0對應已知穿刺編碼比特為1。