[發明專利]一種自由空間光通信中極化碼級聯編碼方法及裝置

有效

• 申請號: 202110702131.4
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113438023B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 曹陽;杜凡丁;彭小峰;羅超;文豪;秦懷軍;張祖鵬;李文慶
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/516;H04L1/00;H04L9/06
• 代理公司: 深圳市沈合專利代理事務所(特殊普通合伙) 44373
• 代理人: 錢麗華

本發明提供一種自由空間光通信中極化碼級聯編碼方法及裝置，所述方法包括將信息比特序列分割構造多個極化碼，評估每個極化碼中每個子信道的可靠性，根據可靠性，將每一極化碼分為消息位和凍結位；通過湍流偏序法對每一極化碼中的消息位和凍結位分開排列，形成消息位塊和凍結位塊，再根據子信道的可靠性對每一消息位塊中的消息位逆序排列；對消息位塊和凍結位塊進行交織，將全部消息位塊按照編碼先后順序排列，再將全部凍結位塊以編碼先后順序排列在全部消息位塊之后；將每一消息位塊分別進行循環冗余校驗編碼；將消息位塊和凍結位塊進行脊髓碼編碼。通過本發明，解決了現有大容量、高質量的激光傳輸中信道質量下降和突發誤差導致誤碼率高的問題。

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，尤其涉及一種自由空間光通信中極化碼級聯編碼方法及裝置。

背景技術

近年來，人們對光纖通信的使用越來越多，而為了滿足人們對大容量通信的需求，自由空間光通信作為一種利用激光進行通信的無線光通信技術，受到了人們的廣泛關注，認為其是一種滿足大容量通信需求的方案。自由空間光通信使用的是100太赫茲頻段，可以不依靠無線電調節實現高速傳輸，解決了目前無線電頻段不足的問題。同時，激光傳輸和無線電波傳輸互不干擾，而光的高指向性可以保證通信的安全。許多通信技術研究團隊進行了自由空間光通信方面的研究。然而大氣湍流引起的光學閃爍和指向誤差等現象，是自由空間光通信面臨著的主要問題。當激光束通過空氣時，如從衛星到地面的鏈路中，會發生光學閃爍，接收到的光功率會產生波動。另外，由于激光具有很強的指向性，所以發射器和接收器之間的夾角范圍不能太大，否則易導致終端指向誤差發生。這些由大氣湍流引起的現象使得自由空間光通信系統誤碼率上升、信噪比降低。由于自由空間光通信通常以大容量傳輸為目標，所以即便衰減周期很短，但在激光信道中也會出現突發擦除或突發錯誤。因此，要實現大容量、高質量的激光傳輸，減少突發誤差的措施是必不可少的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種自由空間光通信中極化碼級聯編碼方法及裝置，用于解決現有大容量、高質量的激光傳輸中信道質量下降和突發誤差導致誤碼率高的問題。

本發明提供的一種自由空間光通信中極化碼級聯編碼方法，所述方法包括：

將信息比特序列分割構造多個極化碼，并評估每個極化碼中每個子信道的可靠性，根據每個子信道的可靠性，將每一極化碼區分為多個消息位和多個凍結位；

通過湍流偏序法對每一極化碼中的消息位和凍結位分開排列，形成消息位塊和凍結位塊，再根據子信道的可靠性對每一消息位塊中的消息位逆序排列；

對所有消息位塊和凍結位塊進行交織，將全部消息位塊按照編碼先后順序排列，再將全部凍結位塊以編碼先后順序排列在全部消息位塊之后；

將每一消息位塊分別進行循環冗余校驗編碼；

將所有循環冗余校驗編碼處理過的消息位塊和所有凍結位塊進行脊髓碼編碼。

進一步地，所述將所有循環冗余校驗編碼處理過的消息位塊和所有凍結位塊進行脊髓碼編碼具體包括：

對循環冗余校驗編碼后的全部消息位塊進行脊髓碼編碼，生成與每一消息位塊對應的編碼比特，所述編碼比特按照對應的消息位塊編碼先后順序排列；

在完成全部消息位塊的脊髓碼編碼后，對全部凍結位塊進行脊髓編碼，生成與每一凍結位塊對應的編碼比特，所述與每一凍結位塊對應的編碼比特按照對應的凍結位塊編碼先后順序排列，且排列在與消息位塊對應的編碼比特后面；

將預設哈希種子與第一塊編碼比特塊輸入預設哈希函數，將運算得到的哈希種子與下一塊編碼比特塊輸入所述預設哈希函數運算得到哈希種子；重復將運算得到的哈希種子與下一塊編碼比特塊輸入所述預設哈希函數進行運算，直至最后的哈希種子與最后一塊編碼比特塊輸入所述預設哈希函數，運算得到待發送的脊髓碼編碼。

本發明提供的一種自由空間光通信中極化碼級聯編碼裝置，所述裝置包括：