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专利号: 2017103066860
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种极化码迭代接收机,其特征在于,该极化码迭代接收机包括:检测器、第一加减法器、解交织器、迭代极化码译码器、第二加减法器、交织器和逆映射器;

所述检测器,用于根据输入信号的类型确定当前先验概率,使用所确定的当前先验概率进行用户消息传递算法检测,并输出检测后的比特信息LD;

所述第一加减法器,用于将所述检测器输出的检测后的比特信息LD减去所述交织器输出的交织后的逆编码外信息 生产第一外信息 并将所述第一外信息 输出到所述解交织器;其中,如果是第一次迭代,则所述解交织器,用于对所接收到的第一外信息 进行解交织,将解交织后的信息 发送给所述迭代极化码译码器和所述第二加减法器;

所述迭代极化码译码器,用于根据解交织后的信息 生成逆编码信息LRC和译码比特并当当前迭代次数小于预设的最大迭代次数时,将所述逆编码信息LRC输出给所述第二加减法器;

所述第二加减法器,用于将接收到的逆编码信息LRC减去所述解交织后的信息 生成第二外信息 并将所述第二外信息 输出到所述交织器;

所述交织器,用于对所接收到的第二外信息 进行交织,生成交织后的逆编码外信息并将所述交织后的逆编码外信息 输出给所述逆映射器和所述第一加减法器;

所述逆映射器,用于将所述交织后的逆编码外信息 转换为概率数组 并将所述概率数组 输出给所述检测器。

2.根据权利要求1所述的极化码迭代接收机,其特征在于,所述迭代极化码译码器包括:极化码SC译码器、极化码逆编码器和硬判决器;

所述极化码SC译码器,用于将N位的解交织后的信息 转换为n位的信息位比特信息LC,并将n位的信息位比特信息LC分别发送给所述极化码逆编码器和硬判决器;

所述极化码逆编码器,用于当当前迭代次数小于预设的最大迭代次数时,根据n位的信息位比特信息LC生成N位的逆编码信息LRC;

所述硬判决器,用于根据n位的信息位比特信息LC生成译码比特

3.根据权利要求2所述的极化码迭代接收机,其特征在于:所述极化码逆编码器根据n位的信息位比特信息LC生成N位的逆编码信息LRC。

4.一种极化码迭代编译码系统,其特征在于,该系统包括:发送端和接收端;

所述发送端中设置有发送机;所述接收端中设置有接收机;

所述接收机为如权利要求1所述的极化码迭代接收机;

所述发送机中包括:信息源、极化码编码器和调制器;

所述信息源,用于产生n位信源比特;

所述极化码编码器,用于对所生成的n位信源比特进行极化码编码,生成N位编码比特,并进行交织,生成极化码码字;

所述调制器,用于将所生成的极化码码字映射为包括NS个传输符号的多维调制符号;

所述发送端,用于将所述发送机生成的多维调制符号通过传输信道H发送给接收端;

所述接收端中的接收机中的检测器,将通过传输信道H接收到的传输信号y作为输入信号,并最终输出译码比特

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于:

所述极化码编码器为极化码编码率为η的极化码编码器;其中,n=N·η。

6.根据权利要求4所述的系统,其特征在于:

所述调制器为调制阶数为M的调制器。

7.根据权利要求4或6所述的系统,其特征在于:所述调制器为调制阶数为M的稀疏码多址接入模块;

所述稀疏码多址接入模块通过稀疏码的特有码本将极化码码字映射为用户特有的多维调制符号。

8.根据权利要求4所述的系统,其特征在于:

所述发送端中设置有J个发送机;所述接收端中设置有J个接收机;其中,J为大于0的整数;

对于第i个发送机:

所述信息源,用于产生n位信源比特bi;其中,1≤i≤J;

所述极化码编码器,用于对所生成的n位信源比特bi进行极化码编码,生成N位编码比特,并进行交织,生成极化码码字ci;

所述调制器,用于将所生成的极化码码字ci映射为包括NS个传输符号的多维调制符号xi;

所述发送端,用于将J个发送机生成的多维调制符号在传输信道H中叠加并发送给接收端;

所述接收端中的各个接收机中的检测器,从通过传输信道H接收到的传输信号y中提取对应的传输信号yi作为输入信号,并最终输出对应的译码比特

9.一种极化码迭代译码方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:A、接收端中的检测器根据输入信号的类型确定当前先验概率,使用所确定的当前先验概率进行用户消息传递算法检测,并输出检测后的比特信息LD;

B、第一加减法器将检测后的比特信息LD减去交织器输出的交织后的逆编码外信息生产第一外信息 其中,如果是第一次迭代,则C、解交织器对第一外信息 进行解交织,得到解交织后的信息D、迭代极化码译码器根据解交织后的信息 生成逆编码信息LRC和译码比特E、迭代极化码译码器判断当前迭代次数是否小于预设的最大迭代次数;如果是,则将软信息LRC输出给第二加减法器;否则,结束流程;

F、第二加减法器将逆编码信息LRC减去解交织后的信息 生成第二外信息 并将第二外信息 输出到交织器;

G、交织器对第二外信息 进行交织,生成交织后的逆编码外信息 并将交织后的逆编码外信息 输出给逆映射器和第一加减法器;

H、逆映射器将交织后的逆编码外信息 转换为概率数组 并将概率数组 输出给检测器,返回执行步骤A。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据输入信号的类型确定当前先验概率,使用所确定的当前先验概率进行用户消息传递算法检测,并输出检测后的比特信息具体包括:判断输入信号的类型;

当输入信号为来自传输信道的传输信号y时,使用检测器中存储的当前先验概率进行用户消息传递算法检测,并输出检测后的比特信息LD;

当输入信号为逆映射器输出的概率数组 时,将所述概率数组 作为检测器中的当前先验概率,使用当前先验概率进行用户消息传递算法检测,并输出检测后的比特信息LD。

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,通过如下的公式计算得到检测后的比特信息LD:其中,bi为发送端J个接收机中的第i个发送机产生的n位信源比特,LD(bi)为与bi对应的检测后的比特信息,x为发送端输出的多维调制符号,y为接收端通过传输信道H接收到的传输信号。

12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述迭代极化码译码器根据解交织后的信息 生成逆编码信息LRC和译码比特 包括:使用极化码SC译码器将N位的解交织后的信息 转换为n位的信息位比特信息LC;

使用极化码逆编码器,根据n位的信息位比特信息LC生成N位的逆编码信息LRC;

使用硬判决器根据n位的信息位比特信息LC生成译码比特

13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述根据n位的信息位比特信息LC生成N位的逆编码信息LRC包括:将n位的信息位比特信息LC通过转换函数f进行计算,得到N位的逆编码信息LRC;

其中,转换函数f为:

其中,GN×N为极化码编码的生成矩阵;

LVi为极化码编码生成矩阵的第i行向量;

ue为长度为n的向量,向量中每个元素为0或1,且元素为1的个数有0个或偶数个;

uo为长度为n的向量,向量中每个元素为0或1,且元素为1的个数有奇数个;

Λ为信道极化后信息比特的位置标号集合;

Λf为信道极化后冻结比特(Frozen bits)的位置标号集合;

为满足ue向量要求的元素,取值为0或1;

为满足uo向量要求的元素,取值为0或1。

14.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在所述步骤A之前,该方法还进一步包括:在发送端生成n位信源比特;

对所生成的n位信源比特进行极化码编码,生成N位编码比特,并进行交织;

使用调制器将所生成的N位编码比特映射为包括NS个传输符号的多维调制符号;

发送端将传输信号通过传输信道H发送给接收端。

15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述步骤A为:步骤A1:判断输入信号是否为来自传输信道的传输信号y;如果是,执行步骤A2;否则,执行步骤A3;

步骤A2,使用检测器中存储的当前先验概率进行用户消息传递算法检测,并输出检测后的比特信息LD;

步骤A3,将所述概率数组 作为检测器中的当前先验概率,使用当前先验概率进行用户消息传递算法检测,并输出检测后的比特信息LD。