一种基于误比特率分布的Turbo码删余方法技术

一种基于误比特率分布的Turbo码删余方法，包括以下步骤：一：确定Turbo码母码，二：进行蒙特卡洛仿真，求出误比特率P(j)；三:对P(j)从大到小排序，得排序表B(i)；四:生成周期删余序列W(q)；五：修改W(q)：501)设一整数s，前向循环次数t＝0，反向循环次数T＝N+1；502)令t＝t+1，若t>s，转到506)；否则，转到503)；503)检测W(bt)是否为0，如否，转到502)；否则，将W(bt)改为1，转到504)；504)令T＝T‑1；检测T是否等于0，若是，转到506)；若否，转到505)；505)检测W(bT)是否为1；如是，将W(bT)改为0，回到502)；如否，回到504)；506)退出，返回修改后删余序列。本发明专利技术在周期删余的基础上，根据误比特率分布对需要删余的码元位置进行修正，进而减小了删余后Turbo码的误比特率下降程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信或信息处理
，特别涉及一种根据误比特率分布的Turbo码的删余序列设计方法。
技术介绍
在数据通信中，为了增强信息传输的可靠性，通常采用信道编码的方法对数据在传输中产生的错误进行检测和纠正。Turbo码是近十余年来发展的一种性能优异的纠错码，具有非常好的纠错能力，能大大改善系统性能。Turbo码的分量码构造简单，应用灵活，有着良好的应用前景。为了达到规定的传输速率，需要对编码后的序列进行删余，即删去某些位置上码元比特。完成此功能的装置称为删余矩阵(或删余序列)。删余矩阵不仅能改变Turbo码的码率，还直接影响到Turbo码的误比特率特性。因此，如何设计删余矩阵是Turbo码研究中的一个重要部分。文献[NearShannonlimiterror-correctingcodinganddecoding:Turbo-codes，inProc.IEEEInt.Conf.Commun.(ICC),Geneva,SWitzerland,May1993,pp.1064-1070.]探讨了一种简单的删余方案，删余矩阵可表示为也可表示为p＝[10；01]。矩阵中的第一行对应着对第一路校验序列的删余。“1”意味着此位置的信息不被删除，“0”意味着相应位置上的信息被删除。因此p的删余机制为：对信息序列不进行删余，对第一路校验序列，第一位保留，然后每隔一位保留一位。对第二路校验序列第一位删除，然后每隔一位删除一位。这是一种最简单的周期性删余方案，给出1/2的码率，被广泛应用。上述文献中使用这种删余矩阵达到了接近香农限的误比特率特性。这种删余方案采用周期删余，是一种随机均匀的删余，这与Turbo码产生随机编码的思想是一致的。但是这种删余方案没有考虑删余对码重分布的影响，可能会使得删余前重量小的码字在删余后变成重量更小的码字，从而使得删余前后Turbo码的误比特率特性下降明显。因此不是最佳的删余方案。文献[TheOptimalPuncturingPatternDesignforRate-CompatiblePuncturedTurboCodes，2009InternationalConferenceonWirelessCommunicationsandSignalProcessing,WCSP2009，Page(s):1-5]给出了一种新的删余方案。这种删余方案是基于码重分布进行设计的。首先求出Turbo码的低码重分布，在设计删余序列时尽量避免删去低码重码字的码元。因此，这种删余方案可以保证删余前最小重量的码字在删余后保持不变，减小了删余前后Turbo码的误比特率特性下降程度。文献还对周期性删余和非周期性删余误比特率特性进行了比较，结论是非周期性删余的效果一般好于周期性删余的效果，尤其是当周期较短时，差别更大。可以认为这种删截方案是一种最佳的删余方案。由于这种删余方案是基于低码重码字分布的，必须求出低码重码字分布才能进行删余方案的设计。而对于Turbo码，尤其是当码字长度较长时，求出低码重码字分布是相当困难的。因此这种删余方案只适用于码字长度较短(如信息序列长度不超过150时)的Turbo码。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于，提供一种基于误比特率分布的Turbo码删余方法，在周期删余的基础上，根据误比特率分布对需要删余的码元位置进行修正，从而保证最小重量的码字在删余前后保持不变，减小了删余后Turbo码的误比特率下降程度。本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种基于误比特率分布的Turbo码删余方法，所述方法包括以下步骤：步骤一：确定一个Turbo码母码，设所述Turbo码母码的信息序列长度为k，码率为R，码长为N＝k/R，生成多项式矩阵为g＝(1，g(D)/h(D))，并给定交织器类型和删余矩阵；步骤二：对未删余的Turbo码母码在给定信噪比SNR的条件下进行蒙特卡洛仿真，求出信息序列的误比特率分布P＝(p1,p2,…,pN)，式中P(j)＝pj，j＝1，2，…，N，P(j)为Turbo码母码码字序列中第j个码元的误比特率；步骤三:对各个码元的误比特率的大小从大到小进行重新排序，得到排序表B＝(b1,b2,…,bN)，式中B(i)＝bi，i＝1，2，…，N；步骤四:由给定的删余矩阵，生成周期删余序列W＝[W1,W2,…,WN]，即W(q)＝Wq，q＝1，2，…，N；Wq＝0或1，如果是“0”,表示对应位置上的码元被删除；如果是“1”,表示对应位置上的码元不被删除；步骤五：对周期删余序列W按如下步骤进行修改：501)给定一个整数s，s取值范围为[6,10],设前向循环次数t＝0；反向循环次数T＝N+1；502)令t＝t+1，如果t>s，转到步骤506)；否则，转到步骤503)；503)检测位置为B(t)＝bt的码元是否被删除，即W(B(t))＝W(bt)是否为0，如果没有被删除，转到步骤502)；否则，修改此位置上删余序列W(bt)的值，即将“0”改为“1”，保留此码元不被删除，转到步骤504)；504)令T＝T-1；检测T是否等于0，若是，转到步骤506)；若否，转到步骤505)；505)检测位置为B(T)的码元是否未被删除，即W(B(T))＝W(bT)是否为1；如果未被删除，则修改删截序列W(bT)的值，即将“1”改为“0”，删除此码元，然后，回到步骤502)；如果被删除，回到步骤504)；506)修改结束，给出修改后的删余序列W′。步骤501中，当k不大于1000时，s取值范围为[6,7]。步骤501中，当k大于1000时，s取值范围为[8,10]。步骤四中，当删余矩阵p＝[10；01]时，产生的周期删余序列W为[110101]的循环序列；当删余矩阵p＝[01；10]时，产生的周期删余序列W为[101110]的循环序列。相对于现有技术，本专利技术不依赖于Turbo码的类型，与码的结构无关，只要通过仿真得到了误比特率分布，在周期删余的基础上根据误比特率分布对原删余序列进行修正，就可以进行删余序列的设计。这种删余方案既保留了均匀删余的思想，又兼顾了码重分布的影响，从而达到提高Turbo码的纠错能力的目的。附图说明图1为本专利技术的实现流程图。图2为本专利技术的母码的误比特率分布曲线示意图。图3为本专利技术删余序列修改前后Turbo码的误比特率曲线比较示意图。图4为本专利技术交织长度为1024的Turbo码的误比特率曲线对比示意图。具体实施方式本专利技术的流程图如图1所示，所述方法包括以下步骤：A：确定一个Turbo码母码，Turbo码母码的信息序列长度为k，码率为1/3，因此码长为N＝3k。生成多项式矩阵为g＝(1，g(D)/h(D))，并给定交织器类型和删余矩阵。B：对未删余的Turbo码母码在给定信噪比SNR的条件下进行蒙特卡洛仿真，求出信息序列的误比特率分布P＝(p1,p2,…,pN)，式中P(j)＝pj，j＝1，2，…，N，P(j)为Turbo码母码码字序列中第j个码元的误比特率；C:对各个码元的误比特率的大小从大到小进行重新排序，进行标记，称为排序表，记为B＝(b1,b2,…,bN)，或表示为B(i)＝bi，i＝1，2，…，N。如B(1)＝b1，表示误比特率最大的码元的位置，B(2)＝b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于误比特率分布的Turbo码删余方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：确定一个Turbo码母码，设所述Turbo码母码的信息序列长度为k，码率为R，码长为N＝k/R，生成多项式矩阵为g＝(1，g(D)/h(D))，并给定交织器类型和删余矩阵；步骤二：对未删余的Turbo码母码在给定信噪比SNR的条件下进行蒙特卡洛仿真，求出信息序列的误比特率分布P＝(p1,p2,…,pN)，式中P(j)＝pj，j＝1，2，…，N，P(j)为Turbo码母码码字序列中第j个码元的误比特率；步骤三：对各个码元的误比特率的大小从大到小进行重新排序，得到排序表B＝(b1,b2,…,bN)，式中B(i)＝bi，i＝1，2，…，N；步骤四：由给定的删余矩阵，生成周期删余序列W＝[W1,W2,…,WN]，即W(q)＝Wq，q＝1，2，…，N；Wq＝0或1，如果是“0”,表示对应位置上的码元被删除；如果是“1”,表示对应位置上的码元不被删除；步骤五：对周期删余序列W按如下步骤进行修改：501)给定一个整数s，s取值范围为[6,10],设前向循环次数t＝0；反向循环次数T＝N+1；502)令t＝t+1，如果t>s，转到步骤506)；否则，转到步骤503)；503)检测位置为B(t)＝bt的码元是否被删除，即W(B(t))＝W(bt)是否为0，如果没有被删除，转到步骤502)；否则，修改此位置上删余序列W(bt)的值，即将“0”改为“1”，保留此码元不被删除，转到步骤504)；504)令T＝T‑1；检测T是否等于0，若是，转到步骤506)；若否，转到步骤505)；505)检测位置为B(T)的码元是否未被删除，即W(B(T))＝W(bT)是否为1；如果未被删除，则修改删截序列W(bT)的值，即将“1”改为“0”，删除此码元，然后，回到步骤502)；如果被删除，回到步骤504)；506)修改结束，给出修改后的删余序列W′。...

【技术特征摘要】
1.一种基于误比特率分布的Turbo码删余方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：确定一个Turbo码母码，设所述Turbo码母码的信息序列长度为k，码率为R，码长为N＝k/R，生成多项式矩阵为g＝(1，g(D)/h(D))，并给定交织器类型和删余矩阵；步骤二：对未删余的Turbo码母码在给定信噪比SNR的条件下进行蒙特卡洛仿真，求出信息序列的误比特率分布P＝(p1,p2,…,pN)，式中P(j)＝pj，j＝1，2，…，N，P(j)为Turbo码母码码字序列中第j个码元的误比特率；步骤三：对各个码元的误比特率的大小从大到小进行重新排序，得到排序表B＝(b1,b2,…,bN)，式中B(i)＝bi，i＝1，2，…，N；步骤四：由给定的删余矩阵，生成周期删余序列W＝[W1,W2,…,WN]，即W(q)＝Wq，q＝1，2，…，N；Wq＝0或1，如果是“0”,表示对应位置上的码元被删除；如果是“1”,表示对应位置上的码元不被删除；步骤五：对周期删余序列W按如下步骤进行修改：501)给定一个整数s，s取值范围为[6,10],设前向循环次数t＝0；反向循环次数T＝N+1；502)令t＝t+1，如果t>s，转到步骤506)；否则，转到步骤503)；503)检测位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫党，邵霞，叶会英，穆维新，郑丽敏，
申请(专利权)人：郑州大学西亚斯国际学院，
类型：发明
国别省市：河南;41