[发明专利]一种基于多维编码的空间耦合串行级联码编码方法

说明书

本发明公开了一种基于多维编码的空间耦合串行级联码编码方法，以码长为n⁽ⁱ⁾、信息位长度为k⁽ⁱ⁾的码C[n⁽ⁱ⁾，k⁽ⁱ⁾]为外码，以码长为z⁽ⁱ⁾、信息位长度为q⁽ⁱ⁾的码C[z⁽ⁱ⁾，q⁽ⁱ⁾]为内码，将长度为的信息序列u编码成长度为的码字c，其中是将长度为z⁽ⁱ⁾的内码编码后的序列经过打孔后得到的码字序列的长度。本发明所提出的编码方法构造灵活，具有更好的瀑布区域性能，误比特率低，可逼近信道容量。

技术领域

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种基于多维编码的空间耦合串行级联码编码方法。

背景技术

自Shannon在1948年提出著名的信道容量并证明信道编码定理以来，编码理论家一直致力于构造可逼近信道容量的好码。1966年，Forney等人提出了级联码，用短码构造性能更好的长码。1962年，Gallager首次提出了迭代译码的概念，但直到Berrou等人于1993年提出了基于迭代译码的Turbo码，由此才掀起迭代译码的研究热潮。Turbo码可分为并行级联码(Parallel Concatenated Code，简称PCC)、串行级联码(Serially ConcatenatedCode，简称SCC)等。低信噪比下Turbo码的误比特率偏高，当信噪比增加到某一数值后，误比特率会大幅下降，此误比特率大幅下降的区间称为瀑布区；高信噪比下，误比特率维持在低水平且不再明显变化，继续增大信噪比将不会带来增益，此区间称为错误平层区。

空间耦合码是一类适用于流数据传输的高性能信道编码。2017年，S.Moloudi等在“Spatially Coupled Turbo-Like Codes”中将空间耦合的概念扩展到Turbo类码中得到空间耦合Turbo类码(Spatially Coupled Turbo-like Code，SC-TC码)。SC-TC码在瀑布区与错误平层区的性能都优于Turbo码。在空间耦合串行级联码中，当前时刻的外码码字被分拆为若干个子序列，并分别作为后续的内码编码器的编码输入。与串行级联码相比，空间耦合串行级联码的瀑布区性能较好。但相对并行级联码相比，空间耦合串行级联码在瀑布区域性能较差。因此，现有空间耦合串行级联码虽有较低的错误平层区，但其瀑布区域的性能仍需改善。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于多维编码的空间耦合串行级联码编码方法，一方面，本发明所提出的编码方法具有构造灵活的优点，另一方面，本发明提出的编码方法具有更好的瀑布区域性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于多维编码的空间耦合串行级联码编码方法，第i维空间耦合级联码以码长为n⁽ⁱ⁾、信息位长度为k⁽ⁱ⁾的码C[n⁽ⁱ⁾,k⁽ⁱ⁾]为外码，以码长为z⁽ⁱ⁾、信息位长度为q⁽ⁱ⁾的码C[z⁽ⁱ⁾,q⁽ⁱ⁾]为内码，其中，m为耦合记忆长度，m取值为正整数，d为耦合维度，d取值为正整数，i＝0,1,…,d-1；j＝1,2,…m；k＝0,1,…,d-1，表示第i维空间耦合级联码的外码输出中作为第i维的当前层的内码编码器的输入的子序列的长度，为非负整数，表示第i维空间耦合级联码的外码输出作为第k维且与当前层距离为j的内码编码器的输入的子序列的长度，为非负整数；

将长度为的信息序列u编码成长度为的码字c，其中，是将长度为z⁽ⁱ⁾的内码编码后的序列经过打孔后得到的码字序列的长度，T为结尾长度，T取大于零的整数；