[發明專利]一種低復雜度的極化碼比特交織編碼調制方法

有效

• 申請號: 201810054454.5
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN110061803B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 潘志文;于永潤;談曉思;劉楠;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

1.一種低復雜度的極化碼比特交織編碼調制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，計算調制星座點集合c中各個比特層的巴特查理亞系數

BICM方式在解調時忽略星座點對應比特之間的相關性，因此傳輸信道W(Y|C)視為m個獨立的比特信道：

W(Y|C)→{W(Y|B₁),...,W(Y|B_m)} (2)

其中，是中的一個元素，B_i∈{0,1}是第i比特層上的比特，W(Y|B_i)稱為第i個等效比特信道，W(Y|B_i)對應的巴特查理亞系數為：

其中，集合表示中所有第i比特層上對應比特為0星座點，集合表示中所有第i比特層上對應比特為1的星座點，m為調制階數，y∈Y，Y為輸出符號集合；

步驟二，計算巴特查理亞系數在極化碼中的遞歸式

巴特查理亞系數在極化碼中的遞歸關系，由極化碼的核矩陣決定，當核矩陣為

時，巴特查理亞系數的遞歸式如下：

其中，W₁(y₁|x₁)和W₂(y₂|x₂)是傳輸編碼比特的信道，和是極化操作后得到的等效比特信道，為極化碼編碼序列，是待編碼序列，G_N是極化碼的生成矩陣，N是極化碼的長度，Z(W₁)、Z(W₂)、和分別是相應信道的巴特查理亞系數；

當核矩陣為

時，巴特查理亞系數的遞歸式如下：

其中，W₁(y₁|x₁)、W₂(y₂|x₂)和W₂(y₃|x₃)是傳輸編碼比特的信道，和是極化操作后得到的等效比特信道，Z(W₁)、Z(W₂)、Z(W₃)、和分別是相應信道的的巴特查理亞系數；

步驟三，根據調制階數m，求解如下優化問題，得到用于進行比特交織的最優置換π：

其中，π{1,...,m}表示長度為m的置換，表示長度為m的極化碼的第i個等效比特信道，是等效比特信道的巴特查理亞系數，根據極化碼所使用的核矩陣，使用與核矩陣相匹配的式(5)或式(7)進行遞歸計算；

步驟四：經步驟三求得最優置換π后，進行極化碼構造

使用巴特查理亞系數進行碼構造，根據極化碼使用核矩陣的情況，使用式(5)或式(7)來遞歸計算N個等效比特信道的巴特查理亞系數其中是等效比特信道的巴特查理亞系數，記號表示集合{a₁,...,a_N}；

完成巴特查理亞系數序列的計算后，對進行排序，選擇最小的K個所對應的K個索引位置存放信息比特，其余N-K個索引位置存放凍結比特，完成極化碼構造；

步驟五，極化碼構造完成后，進行調制

把N個極化碼編碼比特等分為N/m組，每組包含m個比特，記為其中上標p表示第p組，1≤p≤N/m；每組m個比特按π^-1進行置換，π^-1表示在步驟三中求得最優置換π的逆置換，置換后的m個比特記為根據星座點和比特標簽的映射規則，對應一個星座符號，選擇該星座符號作為調制信號；

步驟六，對信道接收信號進行解調和譯碼

設信道接收信號為則譯碼所需的第i個對數似然比為：

其中，σ²是加性高斯白噪聲過程的方差，C₀和C₁分別是集合和中的元素；通過(9)計算得到對數似然比序列將等分為N/m組，每組包含m個對數似然比，記為p表示第p組，1≤p≤N/m；每組m個對數似然比按π進行置換，置換后的m個對數似然比記為N/m組置換完畢后，將獲得的對數似然比序列作為極化碼譯碼器輸入，然后進行譯碼。

2.根據權利要求1所述的低復雜度的極化碼比特交織編碼調制方法，其特征在于：所述步驟三中m為正整數，m≦8。