[发明专利]一种基于误比特率分布的Turbo码删余方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信或信息处理技术领域，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。

背景技术

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[Near Shannon limit error-correcting coding and decoding:Turbo-codes，in Proc.IEEE Int.Conf.Commun.(ICC),Geneva,SWitzerland,May 1993,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[The Optimal Puncturing Pattern Design for Rate-Compatible Punctured Turbo Codes，2009International Conference on Wireless Communications and Signal Processing,WCSP 2009，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。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，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。

本发明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,…,p_N)，式中P(j)＝p_j，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；