[發明專利]一種改進RRNS碼編譯碼過程的通信系統

有效

• 申請號: 201910585629.X
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110474713B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 穆麗偉;劉強
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

本發明涉及一種改進RRNS碼編譯碼過程的通信系統，包括發射節點和接收節點，所述發射節點對信源二進制信息序列進行RRNS編碼；針對現有技術RRNS編碼中出現的2→1映射問題，本發明改進了RRNS碼的編碼過程，還籍此極大地提高了后續的譯碼性能。在改進了編碼過程的通信系統基礎上，還對通信系統的譯碼過程進行適應性改進，使得譯碼過程變得更加簡單、有效，減少了譯碼復雜度，進一步地提升了譯碼性能。最后，本發明還將RRNS碼運用在分子擴散通信系統中，在元件的大小和編碼/解碼復雜性嚴格受限的情況下，提升其通信可靠性。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種改進RRNS碼編譯碼過程的通信系統。

背景技術

在常見的通信系統中，RRNS碼被作為一種信道碼使用，RRNS碼定義如下：一個碼長為n的RRNS碼定義為n個兩兩互素的正數m_i(i＝1,2,......,n)，其中每個mi命名為moduli。對于(n，k)系統RRNS碼，前k個moduli，m₁,m₂,......,m_k，稱為非冗余moduli，而附加的r＝(n-k)個moduli，m_k+1,m_k+2,......,m_n，稱為冗余moduli。[0,MM_R)是RRNS碼的狀態范圍，其中[0,M)稱為RRNS碼的合法范圍，[M，MR]稱為RRNS碼的非法范圍。

范圍在[0,M)中的任何整數X，可由n-重余數序列唯一表示為：

其中，表示X由m_i(i＝1,2,......,n)整除后的余數。而對于任意給定的n-重冗余序列(x₁,x₂,......,x_n)，范圍在[0,M)中的任何整數X，可以從這n-重余數唯一恢復，公式如下：

其中，M_i＝M/m_i，整數T_i為M_i的乘法逆元，T_i可由如下全等式獲得：

在現有編碼方法中，以本申請稱為Upper-Mapping方法進行映射，用K_i個二進制符號表示m_i的余數{x_i}＝{0,1,......,m_i-1}，而是大于log₂m_i的最小整數。將范圍在的整數映射到m_i的余數{x_i}＝{0,1,......,m_i-1}的規則如下：如果0≤L_i≤m_i-1，則x_i＝L_i；如果中，則

但是，上述Upper-Mapping映射方法會導致2→1映射問題，即兩個相同比特數的二進制序列可能會映射到相同的余數，例如，當moduli為m_i＝5時，要用個比特數表示m_i的余數。在下表中可以看到由3位二進制表示的整數[0，7]映射到余數的情況。如下表所示，若信源為000/111，其映射的余數都為0。這意味著發送端發送二進制序列111，接收端即使正確解碼，譯碼得到的結果0也會譯成二進制000，而不是所傳輸的111。如果接收節點在譯碼過程僅使用漢明判決而沒有使用第2階譯碼方法，這將導致譯碼錯誤，但第2階譯碼會增加譯碼復雜度，同樣是極力避免的問題。圖1顯示了僅采用漢明判決的Upper-Mapping方法的RRNS碼在AWGN信道上的BER結果，表明該方法并沒有提高BER的性能。

發明內容

本發明的目的解決現有技術的瓶頸，提供一種改進RRNS碼編譯碼過程的通信系統，由以下技術方案實現：