[发明专利]一种基于B类构造格型码的高效编码调制与译码方法

说明书

本发明公开了一种基于B类构造格型码的高效编码调制与译码方法，涉及格型码的编译码技术领域；其包括如下步骤：1)在编码调制端，构建基于B类构造格型码的消息空间，在消息空间将给定的n+k‑1维q元原始消息划分后进行编码调制得到n维复信号x，将n维复信号x传输至译码端得到待处理的n维复信号y；2)在译码端，将待处理的n维复信号y进行逐位量化实现分块后并将其进行分级译码得到k维q元向量和n‑1维q元向量；3)将k维q元向量和n‑1维q元向量拼接得到n+k‑1维q元消息完成译码；本发明解决了现有B类构造格型码无法高效实施提高编码效率的问题，达到了高效地实现基于B类构造格型消息空间的信息传输的效果。

技术领域

本发明涉及格型码的编译码技术领域，尤其是一种基于B类构造格型码的高效编码调制与译码方法。

背景技术

格型码是一类可无限逼近高斯信道理论容量log2(1+SNR)的编码结构，有着良好的代数结构；格型码可应用在物理层网络编码中，尤其是双向中继系统和多用户中继传输系统等，所传输的消息都能调制映射到格型空间中的一个元素，用户将调制后的n维复数信号同时传送至中继节点，中继节点通过所接收的由多个用户传输信号自然线性叠加而成的混合信号，直接计算出一组由多用户原始消息线性组合而成的新消息，并将新消息基于格型码重新调制再广播出去；除了基线格型码结构，目前经典的格型码构造方法有A类构造(Construction A)、B类构造(Construction B)、D类构造(Construction D)等等。A类构造格型的结构简单，跟纠错码有着一一映射的关系，因此对要传输的消息进行调制比较容易，对格型空间中的任一点找到其对应的陪集代表也易于实现；基于B类构造方法的格型结构比较复杂，不易于实现，对其的译码研究比较少；目前格型码主要有三种：整数Z上的格型划分、高斯整数Z[i]上的格型划分、爱森斯坦整数Z[ω]上的格型划分，其中高斯整数爱森斯坦整数由于Z[ω]有更好的代数结构，相比Z[i]有0.167dB的形状增益(shaping gain)。现有对A类构造格型研究较多，而B类构造格型除自身具有调制编码结合和良好的代数结构的特点外，与A类构造格型相比，在编码增益相同的情况下可以提供更高的编码速率，所以需要一种编码调制与译码方法利用B类构造格型实现高效调制、编码和译码。

发明内容

本发明的目的在于：本发明的目的在于提供了一种基于B类构造格型码的高效编码调制与译码方法，解决了现有B类构造方法由于格型结构复杂无法高效实施提高传输编码效率的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于B类构造格型码的高效编码调制与译码方法，包括如下步骤：

步骤1：在编码调制端，构建基于B类构造格型码的消息空间，在消息空间将给定的n+k-1维q元原始消息划分后进行编码调制得到n维复信号x，将n维复信号x传输至译码端得到待处理的n维复信号y；

步骤2：在译码端，将待处理的n维复信号y进行逐位量化实现分块后并进行分级译码得到k维q元向量和n-1维q元向量；

步骤3：将k维q元向量和n-1维q元向量拼接得到n+k-1维q元消息完成译码。

优选地，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：根据给定模值为q的爱森斯坦素数β得到伽罗华域GF(q)＝Z[ω]/βZ[ω]，其中GF(q)中元素均等价于Z[ω]/βZ[ω]中陪集；由伽罗华域GF(q)下(n,k)纠错码C基于B类构造生成的格型码Λ/Λ′为包含q^n+k-1个消息的消息空间，每个消息均取值为伽罗华域GF(q)＝Z[ω]/βZ[ω]；根据伽罗华域GF(q)下(n,k)纠错码C得到其k×n维q元生成矩阵G；