[发明专利]一种删余turbo码分量编码器的参数盲识别方法

摘要

一种删余turbo码分量编码器的参数盲识别方法，属于通信系统中的码字识别技术领域。该方法将删余turbo码信息位与校验位复用构造删余卷积码，通过线性矩阵分析法统计分析删余卷积码的码长，码字起点，再利用部分Walsh—Hadamard变换识别分量编码器的校验矩阵，进一步由高斯消元法得到删余模式和生成矩阵，实现删余turbo码分量编码器的参数盲识别，并验证识别参数的准确性。本发明降低了分量编码器参数识别的运算复杂度，提高了识别效率和可靠性，适用于智能通信，信息处理等领域。

主权项

一种删余turbo码分量编码器的参数盲识别方法，将删余turbo码信息位与第一位校验位复用构造删余卷积码，通过线性矩阵分析法统计分析删余卷积码的码长，码字起点，再利用部分Walsh—Hadamard变换识别分量编码器的校验矩阵，进一步由高斯消元法得到删余模式和生成矩阵，从而实现删余turbo码分量编码器的参数盲识别，并通过维特比译码得到置信度，以验证识别的准确性，该方法具体步骤如下：1)从删余turbo码起点开始，选取其信息序列和分量编码器RSC1的校验位序列复用，构造删余卷积码序列，以1/3码率turbo码删余得到1/2码率的删余turbo码为例，若将原turbo码序列表示为x1a1b1x2a2b2x3a3b3x4a4b4……则删余后turbo码序列表示为x1a1x2b2x3a3x4b4……，构造删余卷积码为x1a1x2x3a3x4……，其中x1、x2、x3……表示不同时刻输出的信息位序列；a1、a2、a3……表示不同时刻输出的RSC1校验位序列；b1、b2、b3……表示不同时刻输出的RSC2校验位序列；2)将删余卷积码序列构成p×q矩阵，要求q＞N,p＞q，其中N表示编码约束度，取定列值q的范围，变化q得到不同矩阵，分别计算这些矩阵的秩，只留取矩阵秩不等于列数的矩阵，然后对这些矩阵进行初等变换单位化，记下单位化后左上角单位阵维数相等的矩阵列值，对留存列值取最大公约数，从而得到删余卷积码码长n；3)将删余卷积码序列重新构造矩阵，列数为步骤2)中留存的某列值N’，其中N’为码长n的倍数，取留存列值中的较小值，取矩阵行数大于列数，将码序列移位得到n‑1个不同矩阵，连同码序列不移位矩阵共得到n个不同矩阵，n为码长，对这些矩阵进行初等变换单位化，分别记下单位化后矩阵的左上角单位阵维数，维数最小时的移位即删余卷积码起始点；4)识别校验多项式矩阵，具体识别步骤如下：a)由构造的删余卷积码序列建立系数矩阵R(D)，将校验多项式矩阵表示为H(D)＝[h0(D),h1(D),...hn‑1(D)]T，其中，hi(D)＝h0i+h1iD+h2iD2...hdiDd，i∈[0,n‑1]，d＝max{deghi(D)}，其中符号deg表示是求多项式的次数的函数，将R(D)×H(D)T＝0写成方程组的形式如下：rd1...r01...rdn...r0nr(d+1)1...r11...r(d+1)n...r1n............r(d+N)1...rN1...r(d+N)n...rNnh00...hd0...h0(n-1)...hd(n-1)---(1)]]>由于hn‑1(D)中含常数项h0(n‑1)＝1，将式(1)中的常数项部分移至方程右边，得下式：rd1...r01...r(d-1)n...r0nr(d+1)1...r11...rdn...r1n............r(d+N)1...rN1...r(d+N-1)n...rNnh00...hd0...h1(n-1)...hd(n-1)=-rdn-r(d+1)n-r(d+N)n---(2)]]>b)将式(2)中的系数矩阵R'(D)分为两部分，矩阵长度均为N+1，宽度分别为R1和R2，其中R1与R2的和为(d+1)×n‑1，(通常R2取值在16到24之间)，则第一、第二系数矩阵维数分别为(N+1)×R1、(N+1)×R2；c)设定一个长度为R1的二进制向量iTemp，大小从0至2R1进行循环，将每个固定的iTemp与第一系数矩阵的行向量模二加后取反，每行得到一个二进制数0或1，最终得到一个N+1维的二进制向量，表示为P，将P与式(2)等号右边的向量对应行的值相加；d)再对第二系数矩阵进行状态统计，第二系数矩阵的行向量维数为1*R2，R2个任意‘0’和‘1’组合作为状态，共2R2‑1个状态，每个行向量都是其中的一个状态，式(2)等号右边向量对应行的值作为该状态的输出，相同状态的输出值进行累加，不存在的状态输出值为0，得到一个(2R2‑1)×1维状态向量；e)对上述结果进行Walsh‑Hadamard变换，找到大于置信度的解再转换为二进制向量，表示为Q，然后将此时的iTemp向量与二进制向量Q组合便得到我们要求的校验多项式H(D)；5)设定源卷积码的生成多项式矩阵阶数，遍历删余模式，构建线性方程组Gp(D)H(D)T＝0，其中GP(D)为生成矩阵，H(D)T为校验矩阵H(D)的转置，通过高斯消元法求解该方程组的唯一非零解，从而确定源卷积码的生成多项式和删余模式；6)利用识别得到的分量编码器参数，将删余卷积码通过维特比译码得到置信度，验证识别参数的准确性。