一种自适应的符号级同步错误处理方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应的符号级同步错误处理方法，所述方法包括：初始化前向概率和后向概率，接收来自信道的输出r；计算前向概率并进行降序排序，取前δ个最大的前向概率，并记录前向状态集合；若网格图的状态不属于前向状态集合，则前向概率等于0；计算后向概率并进行降序排序，取前δ个最大的后向概率，并记录后向状态集合；若网格图的状态不属于后向状态集合，则后向概率等于0；计算中间概率；计算对数似然比。本发明专利技术减少了传统的符号级同步错误处理方法所需的计算复杂度，且不降低算法的纠错性能。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应的符号级同步错误处理方法
本专利技术涉及数字通信差错控制编码领域，尤其涉及一种自适应的符号级同步错误处理方法。
技术介绍
由时钟精度问题引起的同步错误，即插入或删节错误，会造成接收序列中符号的漂移。除数字通信系统外，其他系统也可能存在同步错误，例如文件更新系统、DNA测序/数据存储、比特图形化介质存储、差分脉冲位置调制系统。同步错误纠错码的设计及应用已引起了学者们的广泛关注。这些纠错码中，一类码的设计思想是依据同步错误的特点对传统替代错误纠错码进行改造，使其能够纠正同步错误；另一类码的设计思想是将仅用于处理同步错误的码与传统替代错误纠错码相结合，构成级联码，内码负责恢复分组边界，纠正部分同步错误，并提供似然信息，这部分内容作为处理模块，外码负责纠正所有的残留错误。上述提到的后一类码中，Davey和MacKay提出的水印码级联非二进制低密度奇偶校验(NB-LDPC)码的方案，即DM构造，获得了优异的纠错性能，能够纠正分组内的多个二进制同步错误。随后，Briffa对DM构造的同步错误处理模块进行改进，设计了一种基于符号级的前向-后向算法来纠正二进制同步错误；由于该同步错误处理方法考虑了码本信息，能够显著提高DM构造的纠错能力。专利技术人在实现上述技术的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：当信道条件非常恶劣，即插入/删节概率很大的情况下，为保证可靠性，现有技术的同步错误处理算法中译码网格图的宽度需要随插入/删节概率的增大而增大；庞大的译码网格图使得算法的计算复杂度非常高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种自适应的符号级同步错误处理方法，本专利技术减少了传统的符号级处理方法所需的计算复杂度，并不降低算法的纠错性能，详见下文描述：一种自适应的符号级同步错误处理方法，所述方法包括：初始化前向概率和后向概率，接收来自信道的输出r；计算前向概率并进行降序排序，取前δ个最大的前向概率，并记录前向状态集合；若网格图的状态不属于前向状态集合，则前向概率等于0；计算后向概率并进行降序排序，取前δ个最大的后向概率，并记录后向状态集合；若网格图的状态不属于后向状态集合，则后向概率等于0；计算中间概率；计算对数似然比。所述计算前向概率并进行降序排序具体为：1)令a＝0，b＝0，μ＝0，ε＝0；其中，a、b、μ、ε、f、p均为中间变量；f0为第0个状态对应的概率；为第2xmax+1个状态对应的概率；为第i+时刻状态等于xmax时的前向概率；xmax为每个时刻的最大漂移量；p0为第0个状态值；p2xmax+1为第2xmax+1个状态值；2)若fb＜fb+1，则μ＝fb，fb＝fb+1，fb+1＝μ，ε＝pb，pb＝pb+1，pb+1＝ε；其中，fb为第b个f值，pb为第b个p值；3)b＝b+1，若b<2xmax，则重复步骤2)～3)；否则，b＝0，跳至步骤4)；4)a＝a+1，若a<2xmax+1，则重复步骤2)～4)；否则，完成排序。所述计算后向概率并进行降序排序具体为：1)令a＝0，b＝0，μ＝0，ε＝0；其中，a、b、μ、ε、f、p均为中间变量；f0为第0个状态对应的概率；为第2xmax+1个状态对应的概率；为第i+时刻状态等于xmax时的后向概率；xmax为每个时刻的最大漂移量；p0为第0个状态值；为第2xmax+1个状态值；2)若fb＜fb+1，则μ＝fb，fb＝fb+1，fb+1＝μ，ε＝pb，pb＝pb+1，pb+1＝ε；3)b＝b+1，若b<2xmax，则重复步骤2)～3)；否则，b＝0，跳至步骤4)；4)a＝a+1，若a<2xmax+1，则重复步骤2)～4)；否则，完成排序。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：1、本专利技术针对二进制同步错误，基于传统的符号级同步错误处理算法，设计了一种能够自适应地删剪网格图中状态的方法；2、本专利技术不考虑对前向概率和后向概率贡献较小的状态，将矩形译码网格图缩小至一个“走廊”内；3、与传统方案相比，由于参与前向、后向及似然比计算的状态均明显减少，本专利技术提出的方法能够大大降低同步错误处理模块的计算量，提升系统恢复同步的速度，并且没有造成明显的性能损失。附图说明图1为自适应的符号级同步错误处理方法的框图；图2为计算前向概率的流程图；图3为传统译码网格图与自适应译码网格图的对比示意图；图4为本方法与传统方法的性能对比图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种自适应的符号级同步错误处理方法。该方法不考虑对前向/后向概率值贡献非常小的状态，由于译码网格图被缩小，参与计算的状态数减少，算法所需的计算量也相应减少，从而达到了降低算法复杂度的目的。与传统方案不同的是，本专利技术实施例提出的方法中，每个时刻前向/后向概率的计算仅仅考虑前一时刻中最大的前δ项，即依据前向/后向概率分布动态地调整译码路径。与传统方案相比，使用本专利技术实施例所提出的方法能够减少计算量，提高同步效率，且不影响系统性能。下面结合附图对本专利技术的一种自适应的符号级同步错误处理方法做出详细说明。如图1所示，本专利技术包括以下五个步骤，(1)初始化前向概率和后向概率，接收来自信道的输出r；(2)计算前向概率；(2.1)令i+＝n；其中，n是NB-LDPC码中每个符号对应的比特长度。(2.2)计算第i+时刻的前向概率-xmax≤y≤xmax；其中，y称为网格图的状态并表示符号的漂移量，xmax为每个时刻的最大漂移量。(2.3)对前向概率进行降序排序；(2.4)取前δ个最大的前向概率，并记录其对应状态其中，为第i+时刻前向概率值排在第δ-1位的状态。(2.5)若(2.6)i+＝i++n，若i+≤nNL，重复步骤(2.2)～(2.6)；若i+>nNL跳至步骤(3)。其中，NL是NB-LDPC码的符号长度。(3)计算后向概率；(3.1)令i+＝nNL；(3.2)计算第i+时刻的后向概率-xmax≤y≤xmax；(3.3)对后向概率进行降序排序；(3.4)取前δ个最大的后向概率，并记录其对应状态其中，为第i+时刻后向概率值排在第δ-1位的状态。(3.5)若(3.6)i+＝i+-n，若i+≥0，重复步骤(3.2)～(3.6)；若i+<0，跳至步骤(4)。(4)计算中间概率；(5)计算对数似然比。以下分别介绍上述五个步骤的具体实施步骤。步骤(1)中初始化前向概率和后向概率具体为：(1.1)初始化第0时刻的前向概率，(1.2)初始化第(nNL+5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应的符号级同步错误处理方法，其特征在于，所述方法包括：/n初始化前向概率和后向概率，接收来自信道的输出r；/n计算前向概率并进行降序排序，取前δ个最大的前向概率，并记录前向状态集合；若网格图的状态不属于前向状态集合，则前向概率等于0；/n计算后向概率并进行降序排序，取前δ个最大的后向概率，并记录后向状态集合；若网格图的状态不属于后向状态集合，则后向概率等于0；/n计算中间概率；计算对数似然比。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应的符号级同步错误处理方法，其特征在于，所述方法包括：
初始化前向概率和后向概率，接收来自信道的输出r；
计算前向概率并进行降序排序，取前δ个最大的前向概率，并记录前向状态集合；若网格图的状态不属于前向状态集合，则前向概率等于0；
计算后向概率并进行降序排序，取前δ个最大的后向概率，并记录后向状态集合；若网格图的状态不属于后向状态集合，则后向概率等于0；
计算中间概率；计算对数似然比。


2.根据权利要求1所述的一种自适应的符号级同步错误处理方法，其特征在于，所述计算前向概率并进行降序排序具体为：
1)令a＝0，b＝0，μ＝0，ε＝0；
其中，a、b、μ、ε、f、p均为中间变量；f0为第0个状态对应的概率；为第2xmax+1个状态对应的概率；为第i+时刻状态等于xmax时的前向概率；xmax为每个时刻的最大漂移量；p0为第0个状态值；为第2xmax+1个状态值；
2)若fb＜fb+1，则μ＝fb，fb＝fb+1，fb+1＝μ，ε＝pb，pb＝pb+1，pb+1＝ε；...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳元，何亚硕，赵晓楠，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津;12