[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

本發明涉及一種基于穿刺極化碼的信息通信方法，與現有技術相比解決了極化碼穿刺僅能應用于高斯信道的缺陷。本發明包括以下步驟：數據信息的獲取；穿刺極化碼的構建；數據信息的傳輸；數據信息的接收。本發明能夠對任何無記憶二進制對稱信道進行穿刺構建，且構建方法能獲得更好的信息位集合I,從而獲得更低的誤碼率以及更高的傳輸效率。

技術領域

本發明涉及信息通信技術領域，具體來說是一種基于穿刺極化碼的信息通信方法。

背景技術

極化碼被人們所熟知，是因為其對多種對稱離散無記憶信道(DMC)能夠實現達到香農限，同時具有明確的編碼構造方法和較低的編譯碼復雜度，被選定為控制信道在5G增強編碼方法。

原始的極化碼的長度總是固定在N＝2ⁿ,因此每次要傳輸N個比特。對于極化碼，穿刺是一種常用的方法來獲得任意碼長和碼率的極化碼。隨著一些比特被選作穿刺比特，則極化碼的底層信道的質量就會發生變化。因此，我們為了選擇最好的比特信道來傳輸有用信息，所以要對穿刺極化碼進行重新構建，也就是為了選擇最好的信息位集合。而當穿刺掉一些編碼比特不傳時，它就獲得了比原始極化碼更高的傳輸效率。但是現有的穿刺方法只能應用于高斯信道，針對于其他信道則無法進行處理。

因此，如何設計出能應用于各種信道的極化碼穿刺通信方法已經成為急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中極化碼穿刺僅能應用于高斯信道的缺陷，提供一種基于穿刺極化碼的信息通信方法來解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于穿刺極化碼的信息通信方法，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，

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。

所述穿刺極化碼的構建包括以下步驟：

21)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，

22)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；

23)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；