[發明專利]一種基于多維編碼的空間耦合串行級聯碼編碼方法

有效

• 申請號: 202110592073.4
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113437981B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 趙山程;王鋒;馬嘯
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: H03M13/29
• 分類號: H03M13/29;H04L1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種基于多維編碼的空間耦合串行級聯碼編碼方法，以碼長為n⁽ⁱ⁾、信息位長度為k⁽ⁱ⁾的碼C[n⁽ⁱ⁾，k⁽ⁱ⁾]為外碼，以碼長為z⁽ⁱ⁾、信息位長度為q⁽ⁱ⁾的碼C[z⁽ⁱ⁾，q⁽ⁱ⁾]為內碼，將長度為的信息序列u編碼成長度為的碼字c，其中是將長度為z⁽ⁱ⁾的內碼編碼后的序列經過打孔后得到的碼字序列的長度。本發明所提出的編碼方法構造靈活，具有更好的瀑布區域性能，誤比特率低，可逼近信道容量。

技術領域

本發明屬于數字通信技術領域，具體涉及一種基于多維編碼的空間耦合串行級聯碼編碼方法。

背景技術

自Shannon在1948年提出著名的信道容量并證明信道編碼定理以來，編碼理論家一直致力于構造可逼近信道容量的好碼。1966年，Forney等人提出了級聯碼，用短碼構造性能更好的長碼。1962年，Gallager首次提出了迭代譯碼的概念，但直到Berrou等人于1993年提出了基于迭代譯碼的Turbo碼，由此才掀起迭代譯碼的研究熱潮。Turbo碼可分為并行級聯碼(Parallel Concatenated Code，簡稱PCC)、串行級聯碼(Serially ConcatenatedCode，簡稱SCC)等。低信噪比下Turbo碼的誤比特率偏高，當信噪比增加到某一數值后，誤比特率會大幅下降，此誤比特率大幅下降的區間稱為瀑布區；高信噪比下，誤比特率維持在低水平且不再明顯變化，繼續增大信噪比將不會帶來增益，此區間稱為錯誤平層區。

空間耦合碼是一類適用于流數據傳輸的高性能信道編碼。2017年，S.Moloudi等在“Spatially Coupled Turbo-Like Codes”中將空間耦合的概念擴展到Turbo類碼中得到空間耦合Turbo類碼(Spatially Coupled Turbo-like Code，SC-TC碼)。SC-TC碼在瀑布區與錯誤平層區的性能都優于Turbo碼。在空間耦合串行級聯碼中，當前時刻的外碼碼字被分拆為若干個子序列，并分別作為后續的內碼編碼器的編碼輸入。與串行級聯碼相比，空間耦合串行級聯碼的瀑布區性能較好。但相對并行級聯碼相比，空間耦合串行級聯碼在瀑布區域性能較差。因此，現有空間耦合串行級聯碼雖有較低的錯誤平層區，但其瀑布區域的性能仍需改善。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出一種基于多維編碼的空間耦合串行級聯碼編碼方法，一方面，本發明所提出的編碼方法具有構造靈活的優點，另一方面，本發明提出的編碼方法具有更好的瀑布區域性能。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于多維編碼的空間耦合串行級聯碼編碼方法，第i維空間耦合級聯碼以碼長為n⁽ⁱ⁾、信息位長度為k⁽ⁱ⁾的碼C[n⁽ⁱ⁾,k⁽ⁱ⁾]為外碼，以碼長為z⁽ⁱ⁾、信息位長度為q⁽ⁱ⁾的碼C[z⁽ⁱ⁾,q⁽ⁱ⁾]為內碼，其中，m為耦合記憶長度，m取值為正整數，d為耦合維度，d取值為正整數，i＝0,1,…,d-1；j＝1,2,…m；k＝0,1,…,d-1，表示第i維空間耦合級聯碼的外碼輸出中作為第i維的當前層的內碼編碼器的輸入的子序列的長度，為非負整數，表示第i維空間耦合級聯碼的外碼輸出作為第k維且與當前層距離為j的內碼編碼器的輸入的子序列的長度，為非負整數；

將長度為的信息序列u編碼成長度為的碼字c，其中，是將長度為z⁽ⁱ⁾的內碼編碼后的序列經過打孔后得到的碼字序列的長度，T為結尾長度，T取大于零的整數；