[发明专利]一种基于物理层网络编码的星座成形线性编码方法

权利要求书

1.一种基于物理层网络编码的星座成形线性编码方法，用于以线性成型码进行通讯信息调制时的编码处理，其特征在于：所述线性成形码的码本构造方法包括以下步骤；

步骤S1、构造线性成形码的码本表述方式，设输入码字长度为K_S，输出码字长度为N_S，则码本对其表示为(N_S，K_S)；

步骤S2、将全0的K_S位输入码字映射为全0的N_S位输出码字；

步骤S3、根据二进制加法将K_S位输入码字加1，并将其映射为汉明权重为w的N_S位输出码字，w从1开始并取当前允许的最小值，向码本内填充内容；

步骤S4、当码本中每生成一对新的码字时，都需要检查是否满足线性编码准则；如果检查结果是不满足时，则选择汉明权重为w的其他码字，若汉明权重为w的码字都不满足，则选择汉明权重为w+1的码字；

步骤S5：重复步骤S2至步骤S4，直到码本中的映射对个数达到2^Ks对为止；完成线性成形码的码本构造；

当以线性成形码进行基于物理层网络编码的双向中继通信时，其通信包括以下步骤；

步骤A1：在基于物理层网络编码的双向中继通信系统中，通信双方的用户采用相同的发送机制；信道编码采用码率为15/32的LDPC码，其中，输入的信息比特为2700位，输出的码字比特为5760位，调制方式为16APSK，m＝4，m为每个调制符号所含有的比特数，当调制阶数为M，则m＝log₂(M)；

步骤A2：将LDPC编码输出的5760位码字比特经过比特分离成两路比特流，其中一路比特流为960位，另一路比特流为4800位，对其中一路960位的比特流运用所述线性成形码的码本进行编码；

步骤A3：构造(5，3)线性成形码码本；

步骤A4：步骤A3所述的码本含有8个映射对，从全0的输入码字000开始构造码本；具体为：000映射成00000，001映射成00001，010映射成00010,011映射成00011，100映射成00100，101映射成00101，110映射成00110,111映射成00111；本步骤的(5,3)线性成形码码本的构造结果中，输出比特0的概率为7/10，输出比特1的概率为3/10；

步骤A5：把所述线性成形码所构造的(5，3)码本运用到一路960位的比特流，输出1600比特；

步骤A6：将两路比特流一起输入到16APSK调制模块，调制映射到星座图上的一个星座点；

步骤A7：将调制后得到的符号序列x发送到AWGN信道；

步骤A8：中继接收到通信双方的用户发送的符号序列后进行多用户的解调译码；所述线性编码准则以公式表述为

式中，f(·)表示成形编码器函数，当成形码字c₁＝f(d₁)，则d₁和d₂表示成形码本中用于映射成成形码字的网络码字1和网络码字2；

所述步骤S2、步骤S3、步骤S4用于形成最大化成形编码器输出比特0的概率p₀的准则；

所述方法采用线性成形编码的方式，在尽可能最大化p₀概率的同时保持了成形码本中码字对的线性，在应用于通信时，接收端用于解码的成形码字的基数等于用户成形码字的基数。

2.根据权利要求1所述的一种基于物理层网络编码的星座成形线性编码方法，其特征在于：线性成形码应用于通信过程时，发送端在调制映射时增大选择能量较低的星座点进行发送的概率，并使接收端在成形译码时，用于解码的成形码字的基数不超过构造的成形码本的基数，以避免有用信息丢失和模糊判决。