[發明專利]比特域疊加偽隨機序列與稀疏級聯編碼的傳輸方法

有效

• 申請號: 202110588500.1
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113300993B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 陳為剛;何亞龍;韓昌彩
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 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

1.一種比特域疊加偽隨機序列與稀疏級聯編碼的傳輸方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)在發送端，首先對待傳輸信息序列進行信道編碼，將每個信道編碼符號按照稀疏編碼方案轉換為碼元“1”的比例較少的稀疏序列，接著將稀疏序列與偽隨機序列逐比特異或疊加得到待傳輸序列，最后調制發送；

(2)在接收端，首先將接收信號與本地偽隨機序列進行滑動相關判決，以實現幀同步和傳輸符號同步，進一步移除信號中的偽隨機序列，然后在解調器中計算每一比特的硬判決和軟判決信息，送入譯碼器進行譯碼并計算每個稀疏編碼碼字的硬輸出和軟輸出信息，最后根據與發送端相同的映射規則得到每個碼字對應的信道編碼符號硬判決信息和軟判決信息，經信道譯碼得到原始信息序列；

所述步驟(1)具體為：

(1.1)K信息比特經信道編碼后得到N比特長的編碼碼字c，c以每p比特編碼碼字為一組，其中第i組可表示為[c_ip,c_ip+1,…,c_ip+p-1]，組成對應的編碼符號，表示為e_i，

(1.2)構建用以實現信道編碼碼字稀疏化的映射序列集V，并根據映射序列集設計專門的稀疏編碼方案，經稀疏編碼后得到二進制稀疏序列s；

(1.3)將二進制稀疏序列s與偽隨機序列m進行逐碼片異或得到待傳輸序列t，調制并發送；

所述步驟(2)具體為：

(2.1)接收端收到傳輸信號，根據已知的偽隨機序列通過互相關檢測器實現信號捕獲，完成幀同步和傳輸符號同步；

(2.2)移除接收信號中的偽隨機序列，根據本地已知的偽隨機序列的脈沖位置對接收信號進行符號翻轉，恢復出疊加的稀疏序列，并送入解調器；

(2.3)在解調器中計算每一比特的硬判決和軟判決信息，接著根據與發送端稀疏編碼方案中相應的映射規則得到每條稀疏序列對應的信道編碼符號硬信息和軟信息，經信道譯碼得到原始信息序列；

其中，所述步驟(1.2)具體為：

(1.2.1)利用低重碼字映射實現稀疏編碼，首先，利用糾錯碼的部分低重碼字的信息位來構建序列集，使得序列集中每組序列經糾錯編碼后得到的碼字均為低碼重的碼字，然后建立信道編碼符號與低重碼字的信息位之間的映射關系，最后對映射完成后的序列進行低重糾錯編碼，得到稀疏編碼碼字序列。

2.根據權利要求1所述的一種比特域疊加偽隨機序列與稀疏級聯編碼的傳輸方法，其特征在于，在接收端，將接收信號與本地偽隨機序列進行滑動相關判決，以實現幀同步和傳輸符號同步，具體步驟為：

(3.1)將接收信號y和本地偽隨機序列m送入互相關檢測器，進行滑動相關，其輸出R(k,g)表示為：

其中，N_k為相關器滑動窗口長度，y(n+g)為接收信號移位g位后的序列，m(n)為處于滑動窗口內的偽隨機序列，k表示相關器輸出的序號，n為數字樣值序號；

(3.2)檢測任何時刻的相關結果，搜索相關峰位置，其判決準則為：

其中，表示搜索到的相關峰位置，代表數據幀的到達；

(3.3)成功完成碼捕獲后，根據相關峰位置，確定幀同步估計值，找到接收信號一幀的起始位置，建立與發送端起止時刻一致的脈沖序列，實現幀同步；

(3.4)將接收信號進行劃分，以每l碼片為一組作為接收符號，實現傳輸符號同步，并依次送入解調器計算每一符號的軟信息。

3.根據權利要求1所述的一種比特域疊加偽隨機序列與稀疏級聯編碼的傳輸方法，其特征在于，所述步驟(1.2.1)具體為：

根據映射規則選擇序列集V中位置編號與編碼符號值對應的二進制序列作為傳輸序列；

對映射得到的傳輸序列執行Golay編碼，針對低重碼字映射實現稀疏編碼的方案設計相應的譯碼算法。

4.根據權利要求3所述的一種比特域疊加偽隨機序列與稀疏級聯編碼的傳輸方法，其特征在于，所述針對低重碼字映射實現稀疏編碼的方案設計相應的譯碼算法，具體步驟為：

(7.1)在解調器中計算每一比特對數似然信息r_i并得到相應的硬判決結果u_i；

(7.2)根據得到的比特對數似然信息和硬判決結果，以相關差作為譯碼度量進行Golay譯碼，相關差最小的碼字即為Golay譯碼結果；

(7.3)Golay譯碼完成后，按照與發送端相同的映射規則得到每個碼字對應的信道編碼符號硬判決和軟判決信息，并輸出到信道譯碼器；

(7.4)根據得到的信道編碼符號的硬判決和軟判決信息，完成信道譯碼，得到原始信息序列。