[發明專利]基于塊衰落信道的聯合信源信道編碼方法及系統

有效

• 申請號: 202310760320.6
• 申請日: 2023-06-27
• 公開（公告）號: CN116506074B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 陳辰;吳繼華;陳啟望;劉三亞
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 林賢德

1.一種基于塊衰落信道的聯合信源信道編碼方法，其特征在于，包括：

在發射端：

獲取信源碼基礎矩陣和信道碼基礎矩陣；

基于所述信源碼基礎矩陣與待傳輸的信源數據，獲得信息比特序列；

基于所述信道碼基礎矩陣與所述信息比特序列，獲得傳入碼字序列；其中，信道碼采用RPLDPC碼；所述RPLDPC碼有Q種不同類型的根校驗節點，且能夠在分塊數為Q的塊衰落信道下傳輸；其中，將連接碼字比特為(,Q)的根校驗節點表示為，表示第i個變量節點的碼字比特；則當Q=2時，根校驗節點的一條邊連接的變量節點的信息比特傳輸在塊衰落信道的某一衰落塊下，受到衰落系數的影響；根校驗節點剩下的條邊連接的變量節點的碼字比特傳輸在塊衰落信道的另一衰落塊下，并受到衰落系數的影響，不同類型的根校驗節點數量相同；

根據所述傳入碼字序列進行信號調制，生成調制信號，并將所述調制信號通過塊衰落信道進行傳輸；其中，塊衰落信道的衰落塊數等于分集順序；在對數尺度，誤碼率關于接受信噪比函數的曲線斜率定義為分集順序；

在接收端：

接收由塊衰落信道傳輸的調制信號，并進行解調；

對解調得到的信號進行聯合信源信道譯碼，以恢復出信源數據。

2.根據權利要求1所述的基于塊衰落信道的聯合信源信道編碼方法，其特征在于，

對于信源碼基礎矩陣，設其維度為，經過PEG算法的復制和交織過程，得到任意長度的信源原模圖LDPC碼的校驗矩陣，信源碼率；信源碼字采用R4JA碼；

對于信道基礎矩陣，設其維度為，通過PEG算法的擴展得到導出的衍生矩陣，對于信道生成矩陣，維度為，信道碼率。

3.根據權利要求2所述的基于塊衰落信道的聯合信源信道編碼方法，其特征在于，當信道碼率時，一個RPLDPC維度為的基礎矩陣表示如下：

其中I和O分別表示維度的單位矩陣和零矩陣，?和?分別表示維度的子矩陣；變量節點被分成四部分，其中對應信息比特，對應檢驗比特；校驗節點被分成和兩類根校驗節點。

4.根據權利要求3所述的基于塊衰落信道的聯合信源信道編碼方法，其特征在于，通過分別提高信息比特和校驗比特的度j=2的變量節點的比例以及維持RPLDPC碼字的完全分集性質，基于所述信源碼基礎矩陣的維度，利用JPEXIT算法計算聯合信源信道系統的譯碼門限，并對信源碼基礎矩陣與信道碼基礎矩陣進行窮舉搜索，得到門限值最低時的信源碼基礎矩陣與信道碼基礎矩陣。

5.根據權利要求2所述的基于塊衰落信道的聯合信源信道編碼方法，其特征在于：

定義，其中是每個信息比特的平均能量，表示噪聲功率譜密度，是每個傳輸符號的平均能量，R為系統總體傳輸速率，定義為，塊衰落信道的第q個衰落塊的接受信噪比表示如下：

其中是第q個衰落塊的衰落系數；

塊衰落信道下分集順序表示為：

其中,表示平均接受信噪比，表示期望算子，P_w是原模圖碼字解碼輸出端的誤碼率。

6.根據權利要求5所述的基于塊衰落信道的聯合信源信道編碼方法，其特征在于：

在塊衰落信道，原模圖碼字可實現的最大分集順序受限于辛格爾頓界:

其中?表示不超過x的最大整數，R為系統總體傳輸速率。

7.根據權利要求1所述的基于塊衰落信道的聯合信源信道編碼方法，其特征在于，組成調制信號的信息比特序列中的比特概率分布通過如下公式給出：

p₀，p₁=1-?p₀其中，?p₁=P_r(s_i=1)?≠p₀

其中，p₀指伯努利信源隨機取0的概率，對應的p₁指的是伯努利信源隨機取1的概率，s_i指的是第i個信息比特，Pr表示條件概率。