[发明专利]一种基于极化码的异步多级比特交织编码调制方法

权利要求书

1.一种基于极化码的异步多级比特交织编码调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、生成最佳的编码模式和调制模式：令N表示帧长，R为码率，调制阶数为2^m，m为幂次；S＝{1,2,…,m}为调制过程中的比特索引集合；将S划分成多个子集的方式具有编码模式和调制模式两种；

通过遍历搜索得到最佳的编码模式和调制模式：最佳的编码模式用表示，其中为最佳的编码模式的子集数目，第i个子集大小为取值为2的幂次方且满足其中为的第j个元素，

最佳的调制模式用表示，其中为最佳的调制模式的子集数目，第v个子集大小为为正整数且满足是时的结果；

步骤2、使用高斯近似方法得到信息比特的传输位置；

步骤3、极化码编码：

在第t个时刻，按下式计算得到第i个源数据流经极化码编码后的码字a⁽ⁱ⁾(t)：

其中，u⁽ⁱ⁾(t)为第i个长度为的源数据流，为极化码的生成矩阵，F₂为二维的二进制核矩阵，为非负幂次，为克罗内克积；

步骤4、对编码后的数据进行交织：

将码字a⁽ⁱ⁾(t)分成个长度为N的片段：

上式中，表示a⁽ⁱ⁾(t)的第j个片段，且中的元素为a⁽ⁱ⁾(t)中第((j-1)N+1)到第jN个元素；

然后对每个片段进行交织，经过交织器的输出记为

步骤5、发送端数据存储：

交织器的输出经串并转换后的序列为：

其中，(·)^T表示转置运算，为中第i个大小为m_iN的序列，为中第j个片段；将总大小为比特的序列保存于发送端的缓存中；

步骤6、调制：

在比特映射过程中对应的比特索引为T(t-v+1)为N行列的矩阵，存储用于生成第t个时刻的调制符号序列的的片段，其中T(t-v+1)的第列为中对应比特索引为的片段，为的第个元素；对采用集合分解映射生成第t个时刻长为N的调制符号序列x(t)：

步骤7、接收端接收信号：接收端在第t个时刻接收到的长为N的符号序列y(t)表示为：

y(t)＝x(t)+z(t)

其中，序列z(t)长为N，表示第t个时刻均值为0方差为σ²的高斯白噪声；

步骤8、计算并存储符号似然比：

对任意符号x∈X，其中X为输入符号集合，按下式计算符号似然比：

上式中，exp(·)表示指数函数，[y(t)]_r表示y(t)的第r个元素，其中r＝1,2,…,N；σ²为高斯白噪声的方差；

对任意x、r，存储符号似然比序列：

共个；

步骤9、译码及码重构，包括以下步骤：

步骤9.1、计算比特似然比；

步骤9.2、对比特似然比进行解交织；

步骤9.3、经串行抵消列表译码算法得到第t个时刻源信息比特的估计值；

步骤9.4、对译码后的结果进行极化码编码和交织，输出结果为个大小为N的片段序列

步骤10、存储比特序列：为大小为mN的比特序列，用下式表示：

其中，为中第i个大小为的序列，的第j个片段为

将总大小为的比特序列保存于接收端的缓存中。