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专利号: 2019105735685
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
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:

1.一种基于可见光通信的变码长RLL编译码方法,其特征在于包括如下步骤:步骤A,针对2/3码率的RLL码,设定各组编码的最小码距的最大值;

所述步骤A的具体内容是:设编码为2比特输入与3比特输出,得到最小码距为2和3的RLL码;设编码为4比特输入与6比特输出,得到最小码距为4和5的RLL码;

步骤B,通过建立FSM图,分析最小码距取不同值时,编码对应的可能状态路径图,从而得到网格图;

所述步骤B的具体内容是:

步骤B1,分析最小码距为2的RLL码,针对2比特输入与3比特输出的RLL码进行设计,设定状态数为2,分别为S1和S2,依据2状态的FSM图,得到编码网格图;

步骤B2,分析最小码距为3的RLL码,针对2比特输入与3比特输出的RLL码进行设计,设定状态数为4,分别为S1、S2、S3、S4,依据4状态的FSM图,得到编码网格图;

步骤B3,分析最小码距为4的RLL码,针对4比特输入与6比特输出的RLL码进行设计,设定状态数为4,分别为S1、S2、S3、S4,依据4状态的FSM图,得到编码网格图;

步骤B4,分析最小码距为5的RLL码,针对4比特输入与6比特输出的RLL码进行设计,设定状态数为8,分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8,依据8状态的FSM图,得到编码网格图;

步骤C,基于步骤B得到的RLL码,对其加入高斯白噪声后,通过BCJR算法进行译码,得到BCJR算法中前向递推度量、后向递推度量及状态转移度量的表达式;

所述步骤C中,2输入3输出的RLL码的前向递推度量、后向递推度量及状态转移度量的表达式分别为:

前向递推度量为: 其中,s'与s分别对应i‑1与i时刻的网格状态,αi(s)为i时刻的前向递推度量,αi‑1(s′)为i‑1时刻的前向递推度量,γi((μi,vi),s',s)表示在输入序列为(μi,vi)条件下网格状态由i‑1时刻的状态s'向i时刻的状态s转移所对应的转移概率,(μi,vi)为在i时刻的输入序列;

后向递推度量为: 其中,βi(s)为i时刻的后向递推度量,βi‑1(s')为i‑1时刻的后向递推度量;

状态转移度量为:γi((μi,vi),s',s)=P(μi,vi)P(yi(s',s)|(μi,vi)),其中,P(μi,vi)表示输入序列为(μi,vi)时所对应的先验概率,yi(s',s)表示i时刻s'向s转移情况下,接收端从信道收到的有噪信号;

其中, P(μi=1)与P(μi=0)分别表示μi=1与μi=0时对应的先验概率,P(vi=1)与P(vi=0)分别表示vi=1与vi=0时对应的先验概率;

μi和vi为在i时刻的输入值;

2

其中,σ为零均值加性高斯白噪声的方差,(pi,gi,qi,ri)表示在输入序列为(μi,vi)条件下经编码后输出的码字序列, 表示码字序列(pi,gi,qi,ri)经AWGN信道传输后,接收端所接收到的信号;

所述步骤C中,4输入6输出的RLL码的前向递推度量、后向递推度量及状态转移度量的表达式分别为:

前向递推度量为 : 后向递推度量为:γi((μi,vi,mi,ni),s',s)表示在输入序列为(μi,vi,mi,ni)条件下网格状态由i‑1时刻的状态s'向i时刻的状态s转移所对应的转移概率,(μi,vi,mi,ni)为在i时刻的输入序列;

状态转移度量为:γi((μi,vi,mi,ni),s',s)=P(μi,vi,mi,ni)P(yi(s',s)|(μi,vimi,ni));

其中,(pi,gi,qi,hi,ji,ki)表示在输入序列为(μi,vi,mi,ni)条件下经编码后输出的码字序列, 表示码字序列(μi,vi,mi,ni)经AWGN信道传输后,接收端所接收到的信号;

步骤D,基于步骤C得到的表达式,得到译码输出的信息序列各自的对数似然比值;

所述步骤D中,2输入3输出的RLL码对数似然比值为:其中, LLRRLL

(μi)、LLRRLL(vi)分别为μi、vi对应的对数似然比值;

所述步骤D中,4输入6输出的RLL码对数似然比值为:

2.如权利要求1所述的一种基于可见光通信的变码长RLL编译码方法,其特征在于:所述步骤B1中,一种可能的状态路径为S1→S2→S1,C(S1,2)={100,111},C(S2,1)={000,011},其中,C(Sp,q)表示状态Sp到Sq的所有3比特输出的码字集合,p=1、2,q=1、2。

3.如权利要求1所述的一种基于可见光通信的变码长RLL编译码方法,其特征在于:所述步骤B2中,一种可能的状态路径为S1→S2→S4→S3→S1,C(S1,2)={010},C(S2,4)={001},C(S4,3)={000},C(S3,1)={110}。

4.如权利要求1所述的一种基于可见光通信的变码长RLL编译码方法,其特征在于:所述步骤B3中,一种可能的状态路径为S1→S2→S3→S4→S1,C(S1,2)={000010,001101,

110100,111011},C(S2,3)={010101,011010,100110,101001},C(S3,4)={000101,001010,

110110,111001},C(S4,1)={010010,011101,100100,101011}。

5.如权利要求1所述的一种基于可见光通信的变码长RLL编译码方法,其特征在于:所述步骤B后,还包括:设码字1为高电平,码字0为低电平,取编码的每800个比特位为1个符号,计算每个符号的电流平衡并画出柱状图,根据柱状图分析不同最小码距下RLL码字的DC平衡特性及闪烁特性。