[发明专利]一种递归的分组马尔可夫叠加编码方法

说明书

本发明属于数字通信和数字存储领域，特别涉及一种递归的分组马尔可夫叠加编码方法。其特征在于：以码长为n，信息位长度为k的短码为基本码，将长度为K＝kBL的信息序列u编码成长度为N＝nB(L+T)的码字c；其编码方法包括以下步骤：首先，将长度为K＝kBL的信息序列u划分为L个等长分组u＝(u⁽⁰⁾,u⁽¹⁾,…,u^(L‑1))，每个分组长度为kB，对于t＝‑1,‑2,…,‑(m‑1),‑m，把长度为nB的序列c^(t)初始化设置为全零序列；然后，在t＝0,1,…,L‑1时刻，将长度为kB的序列送入基本码编码器C进行编码，得到长度nB的编码序列并结合反馈的c^(t‑1),c^(t‑2),…,c^(t‑m)计算码字c的第t个子序列c^(t)。本发明具有可逼近信道容量、编码简单、构造灵活等优点。与非递归的分组马尔可夫叠加编码方法相比，本发明有更低的译码延迟和译码复杂度，译码性能有很低的错误平层。

技术领域

本发明属于数字通信和数字存储领域，特别涉及一种递归的分组马尔可夫叠加编码方法。

背景技术

设计可逼近信道容量且有有效的编译码算法的信道编码，对于实现高效可靠的数据传输有着重要意义。自从Shannon于1948年提出了著名的信道编码定理，人们一直致力于研究和设计可逼近信道容量的好码。Berrou等人于1993年提出了Turbo码，并验证了采用迭代译码算法的Turbo码可逼近信道容量。通常，Turbo码以两个或多个卷积码作为分量码进行级联，其中不同分量码的输入为信息序列经过不同交织器交织后的序列。Turbo码的提出是信道编码领域的重要里程碑，之后，人们研究和发现了更多可逼近信道容量的好码。低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check code,LDPC code)也是一类可逼近信道容量的纠错码，可采用基于Turbo原理的迭代译码方法来译码。近年发展起来的极化码和空间耦合LDPC码也是被证明可逼近香农限的好码。

在Turbo码中，为获得优秀的性能，需要选择递归的卷积码作为其分量码。Pfister等指出，在使用多层级联码时，相对非递归的卷积码情况，递归的卷积码需要更少的级联阶数来将轻重量的输入序列映射成重量随长度线性增加的输出序列。

分组马尔可夫叠加编码(中山大学，一种分组马尔可夫叠加编码方法[P]:CN103152060A)也是一类可逼近信道容量的好码。分组马尔可夫叠加编码是一种由短码构造大卷积码的编码方法，其中的短码称为基本码。分组马尔可夫叠加编码可视为一种级联码，其外码是短码(这里称为基本码)，内码是码率为1的非递归卷积码(其编码输入信息为数据块)。分组马尔可夫叠加编码有简单的编码算法。采用简单的重复码和奇偶校验码作为基本码，分组马尔科夫叠加编码可以通过分时来实现多码率的编码(中山大学，一种基于分时的分组马尔可夫叠加编码的多码率码编码方法[P]:CN104410428A)。分组马尔可夫叠加编码可以采用一种基于软信息的滑窗迭代译码算法来译码，并通过选择一个合适的译码延迟d来获得好的错误性能。以上提及的分组马尔可夫叠加编码方法为非递归的，其有诸多优点，但是，以重复码和奇偶校验码作为基本码时，通常需要很大的编码记忆长度m来逼近信道容量。而记忆长度m越大，所需的译码延迟d越大，相应的译码复杂度也越高，这使得非递归的分组马尔可夫叠加编码方法不适用于某些对延迟和运算复杂度要求较高的系统。

发明内容