[發明專利]極化調節卷積碼的生成方法及相關設備

有效

• 申請號: 202110911208.9
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113794479B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 牛凱;李燕
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13;H03M13/23
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 孫曉鳳

1.一種極化調節卷積碼的生成方法，應用于加性高斯白噪聲信道條件下，所述生成方法包括：

根據極化調節卷積碼的極化陪集譜分別計算每個級聯子信道的差錯概率上界，其中，所述極化調節卷積碼的長度為N＝2ⁿ，n為正整數；

分別對每個所述差錯概率上界取對數并利用雅可比變換處理，得到每個所述級聯子信道的所述構造度量；

將所有所述級聯子信道按照所述構造度量從小到大的順序排序，根據信源數據的長度K，選取前K個所述級聯子信道傳輸信息比特，剩余所述級聯子信道傳輸凍結比特，得到N長向量；

對所述N長向量進行卷積編碼，對所述卷積編碼的結果進行極化編碼，得到所述極化調節卷積碼的編碼碼字。

2.根據權利要求1所述的生成方法，還包括：

所述極化調節卷積碼的生成矩陣為P_N＝C_NG_N，其中，C_N表示大小為N×N的卷積碼生成矩陣，G_N表示大小為N×N的極化碼生成矩陣；

所述卷積碼生成矩陣為由卷積碼沖激響應h＝(h₁,h₂,…,h_m)構成的上三角托普利茲矩陣生成，m為卷積碼的約束長度；

對所述極化調節卷積碼進行信道分解獲得N個所述級聯子信道其中，1≤i≤N。

3.根據權利要求2所述的生成方法，其中，根據所述極化調節卷積碼的所述極化陪集譜分別計算每個所述級聯子信道的所述差錯概率上界，包括：

給定極化子碼設g_i+1-l為所述極化碼生成矩陣的第i+1-l行，將所述極化子碼的任意一個碼字與g_i+1-l進行逐位模二加，得到的結果的集合為極化陪集

其中，c表示所述極化陪集的碼字，表示長度為N-i的向量，且所述長度為N-i的向量中各個元素等概率取值為0或1，1≤l≤q，q＝min{m,i}。

4.根據權利要求3所述的生成方法，其中，所述根據所述極化調節卷積碼的所述極化陪集譜分別計算每個所述級聯子信道的所述差錯概率上界，還包括：

根據所述極化陪集的碼字重量分布，獲取所述碼字重量分布的集合作為所述極化陪集譜，其中，d為非零碼字的漢明重量,1≤d≤N為所述極化陪集中重量為d的碼字個數；

根據所述極化陪集譜和第i個所述級聯子信道的差錯概率計算得到所述極化調節卷積碼中第i個所述級聯子信道的所述差錯概率上界

其中，h_l為所述卷積碼沖激響應的第l個值，表示發送全0碼字，卻被錯誤判斷為任意碼字的成對差錯概率。

5.根據權利要求4所述的生成方法，其中，所述分別對每個所述差錯概率上界取對數并利用雅可比變換處理，得到每個所述級聯子信道的所述構造度量，包括：

在所述加性高斯白噪聲信道條件下，將所述差錯概率上界表示為其中，E_S表示符號的平均能量，N₀表示噪聲功率譜密度，E_S/N₀表示信噪比；

令取為所述差錯概率上界；

對取對數,將計算結果記為得到

根據所述雅可比變換，得出所述構造度量為

6.根據權利要求5所述的生成方法，所述分別對每個所述差錯概率上界取對數并利用雅可比變換處理，得到每個所述級聯子信道的所述構造度量，還包括：

由于在高信噪比條件下，每個所述級聯子信道的所述差錯概率上界由其最小漢明重量決定，將所述構造度量簡化為

其中，d_min表示所述極化調節卷積碼第i個所述級聯子信道對應的所述最小漢明重量，表示第l個所述極化陪集中漢明重量為d_min的碼字的個數。