一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统，属于纠错编译码技术领域。本发明专利技术首先根据被干扰的接收序列，对极化码子信道所受干扰程度进行了分析，分为了三类干扰程度，且找到了由传输子信道干扰程度得到极化码子信道干扰程度的递推规律；然后，基于极化码子信道受干扰程度分析，构造出校验关系；最终，根据校验关系构造针对干扰的校验级联极化码。如此，本发明专利技术针对干扰信道在发送端对极化码的编码方式进行了改进，即基于子信道干扰程度，构造针对干扰的校验级联极化码，从而提升极化码的抗干扰能力。实验证明，本发明专利技术性能相对传统极化码性能在干扰信道下提升了0.5dB～0.75dB，并且随着信噪比的增大，提升会更加显著。升会更加显著。升会更加显著。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统


[0001]本专利技术属于纠错编译码
，更具体地，涉及一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统。

技术介绍

[0002]校验级联极化码是一种极化码和奇偶校验码的级联编码。发送端编码器采用奇偶校验码作为外码，极化码作为内码的级联编码结构。接收端译码器采用基于奇偶校验辅助的连续消除列表译码算法。
[0003]传统的极化码在干扰信道下的表现较差，目前没有一种针对干扰信道的校验级联极化码的构造方式，同时也缺乏对干扰信道下的极化码子信道干扰程度的分析方法。因此提出一种针对干扰信道的基于重复码的校验级联极化码。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的改进需求，本专利技术提供了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统，其目的在于以较低的编译码复杂度提升极化码的抗干扰性能。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，包括以下步骤：
[0006]S1，随机生成M帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的M帧接收序列；根据所述M帧接收序列，计算各传输子信道的LLR，将|LLR|<δ的子信道记为类1子信道，其余子信道记为类3子信道，δ为门限值；
[0007]S2，记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道所在的层为第1层；根据确定第m层各子信道是否为类1子信道；根据确定第m层各子信道是否为类3子信道；直至确定极化码子信道层中类1和类3子信道后，其余极化码子信道记为类2子信道；
[0008]其中，代表第m层第k个子信道是类1子信道，代表第m层第k个子信道不是类1子信道；代表第m层第k个子信道是类3子信道，代表第m层第k个子信道不是类3子信道；m∈{2,3,
…
,log2N+1)且N为极化码码长，&代表按位与运算，|代表按位或运算；
[0009]S3，构造极化码的信息位集合A、冻结位集合A
c
和校验位集合A
p
；对于A
p
中的每一个校验位，从其前面的所有信息位中选择一个信息位进行校验，选择的原则为：当前校验位分别校验其前面每个信息位时，计算在M帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系；
[0010]其中，有效校验为：一帧中，校验位为类3子信道，并且被校验的信息位为类1子信
道或者为类2子信道且其前面有信息位为类1子信道；
[0011]S4，根据各所述校验关系得到极化码输入序列，再对所述极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。
[0012]进一步地，所述S3中，构造极化码的信息位集合A、冻结位集合A
c
和校验位集合A
p
，具体为：
[0013]选择错误概率最小的K个比特作为信息位集合A，再将第一个信息位后的所有非信息位作为校验位集合A
p
，将剩余比特作为冻结位集合A
c
。
[0014]进一步地，所述S3中，新增加的有效校验的帧数的计算具体为：
[0015]记当前第x位比特校验第y位比特在M帧中能有效校验的帧的序号集合为其中x∈A
p
且y∈A，根据之前生成的其他校验位的校验关系，得到其他校验位校验该信息位的有效校验的帧的序号集合为其中P为之前生成的校验关系中校验该信息位的校验位的集合，|P|＝t且P1<P2<
…
<P
t
<x；
[0016]当前第x位比特校验第y位比特新增加的有效校验帧的序号集合为|I|为新增有效校验的帧数，其中\代表差集，∪代表并集。
[0017]进一步地，所述S4具体为：
[0018]记极化码编码前的原始序列为N为极化码码长；
[0019]校验码编码过程：将u
A
赋值为信息序列的值，对于中的每一位都按照构造出的校验关系对其前面的信息位进行校验，得到的值；对于中的每一位都设定为接收端知晓的固定值；
[0020]极化码编码过程：将构造得到的编码映射输入序列根据编码映射G
N
得到码字
[0021]调制过程：码字再通过调制，得到最终的发射信号；
[0022]其中，u
A
、分别表示校验码编码时u序列中对应信息位、校验位、冻结位的部分。
[0023]进一步地，所述S4中，调制方式为以下任一种：相位调制、频移键控调制或脉冲幅度调制。
[0024]为实现上述目的，第二方面，本专利技术提供了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造系统，包括：
[0025]传输子信道受干扰程度分析模块，用于随机生成M帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的M帧接收序列；根据所述M帧接收序列，计算各传输子信道的LLR，将|LLR|<δ的子信道记为类1子信道，其余子信道记为类3子信道，δ为门限值；
[0026]极化码子信道受干扰程度分析模块，用于记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道所在的层为第1层；根据子信道所在的层为第1层；根据确定
第m层各子信道是否为类1子信道；根据确定第m层各子信道是否为类3子信道；直至确定极化码子信道层中类1和类3子信道后，其余极化码子信道记为类2子信道；
[0027]其中，代表第m层第k个子信道是类1子信道，代表第m层第k个子信道不是类1子信道；代表第m层第k个子信道是类3子信道，代表第m层第k个子信道不是类3子信道；m∈{2,3,
…
,log2N+1)且N为极化码码长，&代表按位与运算，|代表按位或运算；
[0028]校验关系构造模块，用于构造极化码的信息位集合A、冻结位集合A
c
和校验位集合A
p
；对于A
p
中的每一个校验位，从其前面的所有信息位中选择一个信息位进行校验，选择的原则为：当前校验位分别校验其前面每个信息位时，计算在M帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系；
[0029]其中，有效校验为：一帧中，校验位为类3子信道，并且被校验的信息位为类1子信道或者为类2子信道且其前面有信息位为类1子信道；
[0030]校验级联极化码编码调制模块，用于根据各所述校验关系得到极化码输入序列，再对所述极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。
[0031]进一步地，所述校验关系构造模块具体用于：
[0032]选择错误概率最小的K个比特作为信息位集合A，再将第一个信息位后的所有非信息位作为校验位集合A
p
，将剩余比特作为冻结位集合A
c
；
[0033]以及记本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，随机生成M帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的M帧接收序列；根据所述M帧接收序列，计算各传输子信道的LLR，将|LLR|<δ的子信道记为类1子信道，其余子信道记为类3子信道，δ为门限值；S2，记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道所在的层为第1层；根据确定第m层各子信道是否为类1子信道；根据确定第m层各子信道是否为类3子信道；直至确定极化码子信道层中类1和类3子信道后，其余极化码子信道记为类2子信道；其中，代表第m层第k个子信道是类1子信道，代表第m层第k个子信道不是类1子信道；代表第m层第k个子信道是类3子信道，代表第m层第k个子信道不是类3子信道；m∈{2,3,
…
,log2N+1)且N为极化码码长，&代表按位与运算，|代表按位或运算；S3，构造极化码的信息位集合A、冻结位集合A
c
和校验位集合A
p
；对于A
p
中的每一个校验位，从其前面的所有信息位中选择一个信息位进行校验，选择的原则为：当前校验位分别校验其前面每个信息位时，计算在M帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系；其中，有效校验为：一帧中，校验位为类3子信道，并且被校验的信息位为类1子信道或者为类2子信道且其前面有信息位为类1子信道；S4，根据各所述校验关系得到极化码输入序列，再对所述极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。2.根据权利要求1所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，所述S3中，构造极化码的信息位集合A、冻结位集合A
c
和校验位集合A
p
，具体为：选择错误概率最小的K个比特作为信息位集合A，再将第一个信息位后的所有非信息位作为校验位集合A
p
，将剩余比特作为冻结位集合A
c
。3.根据权利要求1或2所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，所述S3中，新增加的有效校验的帧数的计算具体为：记当前第x位比特校验第y位比特在M帧中能有效校验的帧的序号集合为其中x∈A
p
且y∈A，根据之前生成的其他校验位的校验关系，得到其他校验位校验该信息位的有效校验的帧的序号集合为其中P为之前生成的校验关系中校验该信息位的校验位的集合，|P|＝t且P1<P2<
…
<P
t
<x；当前第x位比特校验第y位比特新增加的有效校验帧的序号集合为|I|为新增有效校验的帧数，其中\代表差集，∪代表并集。4.根据权利要求1所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，
所述S4具体为：记极化码编码前的原始序列为N为极化码码长；校验码编码过程：将u
A
赋值为信息序列的值，对于中的每一位都按照构造出的校验关系对其前面的信息位进行校验，得到的值；对于中的每一位都设定为接收端知晓的固定值；极化码编码过程：将构造得到的编码映射输入序列根据编码映射G
N
得到码字调制过程：码字再通过调制，得到最终的发射信号；其中，u

【专利技术属性】
技术研发人员：屈代明，何躍，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：