[发明专利]一种基于穿刺极化码的信息通信方法

说明书

本发明涉及一种基于穿刺极化码的信息通信方法，与现有技术相比解决了极化码穿刺仅能应用于高斯信道的缺陷。本发明包括以下步骤：数据信息的获取；穿刺极化码的构建；数据信息的传输；数据信息的接收。本发明能够对任何无记忆二进制对称信道进行穿刺构建，且构建方法能获得更好的信息位集合I,从而获得更低的误码率以及更高的传输效率。

技术领域

本发明涉及信息通信技术领域，具体来说是一种基于穿刺极化码的信息通信方法。

背景技术

极化码被人们所熟知，是因为其对多种对称离散无记忆信道(DMC)能够实现达到香农限，同时具有明确的编码构造方法和较低的编译码复杂度，被选定为控制信道在5G增强编码方法。

原始的极化码的长度总是固定在N＝2ⁿ,因此每次要传输N个比特。对于极化码，穿刺是一种常用的方法来获得任意码长和码率的极化码。随着一些比特被选作穿刺比特，则极化码的底层信道的质量就会发生变化。因此，我们为了选择最好的比特信道来传输有用信息，所以要对穿刺极化码进行重新构建，也就是为了选择最好的信息位集合。而当穿刺掉一些编码比特不传时，它就获得了比原始极化码更高的传输效率。但是现有的穿刺方法只能应用于高斯信道，针对于其他信道则无法进行处理。

因此，如何设计出能应用于各种信道的极化码穿刺通信方法已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中极化码穿刺仅能应用于高斯信道的缺陷，提供一种基于穿刺极化码的信息通信方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于穿刺极化码的信息通信方法，包括以下步骤：

11)数据信息的获取，获取待传输的数据；

12)穿刺极化码的构建，设定穿刺极化码的类型为未知类型的穿刺或已知类型的穿刺，根据准均匀穿刺方法或反准均匀穿刺方法获得码字穿刺集合Q；根据编码信道、穿刺类型、信源穿刺集合B、码字穿刺集合Q以及构建方法来确定信息位集合I和休眠位集合F，其中，

13)数据信息的传输，设定编码码字中对应码字穿刺集合Q的编码比特不进行传输，将休眠位集合F作为固定位，设为全0，对信息位集合I和休眠位集合F的信息比特编码，设获取的原始信息为，生成矩阵为G_N，则编码码字为将编码码字中除了编码比特x_Q(1)、x_Q(2)、...、x_Q(q)之外的编码比特进行通信传输；

14)数据信息的接收，解码端根据穿刺类型以及码字穿刺集合Q来设定相应信道的最大似然值LR并进行接收解码；若为未知类型的穿刺，其最大似然值LR设为1；若为已知类型的穿刺，其最大似然值LR设为无穷大或0，其中：最大似然值LR为无穷大对应已知穿刺编码比特为0、最大似然值LR为0对应已知穿刺编码比特为1。

所述穿刺极化码的构建包括以下步骤：

21)标识设定，设符号channel_type为任意的无记忆二进制对称信道，建立集合B、集合Q、集合I和集合F，

其中，穿刺的信源位放在集合B中，集合B的比特翻转置换放在集合Q中，穿刺极化码中信息位放在集合I中，穿刺极化码中休眠位放在集合F中，

22)穿刺极化码码长的设定，设穿刺比特的数目为q个、原始极化码码长为N，则穿刺极化码的码长M为M＝N-q；

23)选定码字穿刺集合，根据穿刺类型选择穿刺方法，若穿刺类型是未知类型，则选择准均匀穿刺方法，若穿刺类型是已知类型，则选择反准均匀穿刺方法；根据准均匀穿刺方法或反准均匀穿刺方法从1到N中选择要穿刺的q个信源位，构成信源穿刺集合B，然后再对信源穿刺集合B做比特翻转置换得到码字穿刺集合Q；