[发明专利]一种基于部分叠加的递归分组马尔可夫叠加编码方法

说明书

本发明公开的一种基于部分叠加的递归分组马尔可夫叠加编码方法，以码长为n，信息为长度k的码C[n,k]作为基本码，将长度为kL的信息序列u编码成长度为n(L+T)的码字c，其中,L为耦合长度，代表长度为k的等长分组的数量，T为结尾长度；L,T为取值为非负的整数；编码方法包括以下步骤：将长度为kL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k；对于时刻t＝‑1,‑2,…,‑m，把长度为n的序列w^(t)初始化设置为全零序列；在t＝0,1,…,L‑1时刻，将长度为k的序列送入基本码的编码器ENC进行编码，得到长度为n的编码序列并结合序列w^(t‑1)，w^(t‑2)，…，w^(t‑m)计算码字c的第t个子序列c^(t)；本发明具有编码简单、译码复杂度低、构造灵活、可逼近信道容量等优点，与传统的分组马尔可夫叠加编码方法相比，适用于性能较好的基本码，拥有更低的编译码复杂度。

技术领域

本发明涉及数字通信和数字存储的研究领域，特别涉及一种基于部分叠加的递归分组马尔可夫叠加编码方法。

背景技术

随着大数据时代的到来，个人在数据传输和数据存储方面的需求日益上升。随着设备元器件已经进入十纳米时代，传输链路和存储存储介质的不确定性日益上升，错误率也越来越高。信道编码是保障这些信息系统数据可靠性的重要手段之一。因此，设计高性能纠错编码技术具有重要的实际意义。Shannon于1948年提出了信道容量并证明了信道编码定理。从此，研究人员一直致力于构造可逼近信道容量的好码。Berrou等人于1993年提出了基于迭代译码的Turbo码，从此开启了现代编码的新时代。后来，人们研究了更多可逼近信道容量的好码，包括低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check码,LDPC码)，极化码和空间耦合LDPC码。

分组马尔可夫叠加编码是马啸等于2015年提出的一类可逼近容量的号码，详见(中山大学，一种分组马尔可夫叠加编码方法[P]:CN103152060A)。分组马尔可夫叠加编码方法可由短码构造大卷积码。分组马尔可夫叠加编码有简单的编码算法。当采用重复码和奇偶校验码作为基本码，分组马尔可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。

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。但是非递归的分组马尔可夫叠加编码方法需要很大的编码记忆长度m才可有效逼近信道容量，而记忆长度m越大，所需的译码延迟d越大，相应的译码复杂度和译码延迟均越高。2017年，马啸等提出了递归分组马尔可夫叠加编码方法(中山大学，一种递归的分组马尔可夫叠加编码方法[P]:CN106972865A)，可有效降低记忆长度m和译码延迟d。

以上提及的分组马尔可夫叠加编码方法均采用全叠加模式。采用全叠加的递归分组马尔可夫叠加编码方法存在如下问题：当基本码为性能较好的码时，采用全叠加的递归分组马尔可夫叠加编码的性能较差，不能带来性能增益，同时还增大编译码复杂度。

发明内容