[发明专利]一种应用于可见光通信系统的改进型极化码编码方法及实现系统

摘要

本发明涉及一种应用于可见光通信系统的改进型极化码编码方法及实现系统，将待发送的数据流按照每个信道传输2个比特信息的方式，进行极化码核心编码原理的迭代；编码之后的比特流正好有1/2的信息出现错误，并通过进一步的算法得到与原有编码完全一致的比特流。与原有极化码编码相比，本发明改进的编码方法随着传输比特数的增大，运算次数急剧减少，简化了计算复杂度，提升了系统的性能，增强了系统的安全性。

主权项

1.一种应用于可见光通信系统的改进型极化码编码方法，其特征在于，包括：(1)将N个待输入的编码比特信号依次分成N/2组序列，即将N个待输入的编码比特信号{u1,u2,...,uN‑1,uN}分组为{u1,u2},{u3,u4},...,{uN/2+1,uN/2+2},{uN‑1,uN}；(2)将步骤(1)分组后的{u1,u2},{u3,u4},...,{uN/2+1,uN/2+2},{uN‑1,uN}输入至所述可见光通信系统，通过映射法则式(Ⅰ)输出结果；式(Ⅰ)如下所示：yN＝uNG1N/2 (Ⅰ)式(Ⅰ)中，uN即步骤(1)分组后的{u1,u2},{u3,u4},...,{uN/2+1,uN/2+2},{uN‑1,uN}；yN即输出；G1N/2为改进后的生成矩阵一；G1N/2通过以下推理方法获得：设定四个新型的矩阵分别为：G1,F1,G2,F2；G1、F1分别如式(Ⅱ)、式(Ⅲ)所示：通过迭代公式(Ⅳ)进行第一次迭代：将输出数据G14代替F1，作为式(Ⅳ)的输入，与G1进行克罗内克积运算，进而得到G18，按照此方法不断地进行运算，直至迭代(log2N/2)‑1次，得到的输出数据即G1N/2；通过映射法则式(Ⅰ)得到输出结果DN，DN＝yN，DN如式(Ⅴ)所示：{D1}＝{d1,d2},{D2}＝{d3,d4},...,{DN/2‑1}＝{dN/2+1,dN/2+2},{DN/2}＝{dN‑1,dN}(Ⅴ)；(3)将步骤(2)获取的输出结果DN：{D1}＝{d1,d2},{D2}＝{d3,d4},...,{DN/2‑1}＝{dN/2+1,dN/2+2},{DN/2}＝{dN‑1,dN}进行组合，得到中间输出结果YN，YN如式(Ⅵ)所示：YN＝{d1,d2,d3,d4,...,dN‑1,dN}(Ⅵ)(4)将步骤(3)获取的中间输出结果YN输入到最终的输出结果公式(Ⅶ)：xN＝yNG2N/2 (Ⅶ)式(Ⅶ)中，yN即步骤(3)获取的中间输出结果YN；G2N/2为改进后的生成矩阵二；通过以下推理方法获得：G2、F2分别如式(Ⅷ)、式(Ⅸ)所示：通过迭代公式(Ⅹ)进行第一次迭代：将输出数据G₂₄代替F₂，作为式(Ⅹ)的输入，与G₂进行克罗内克积运算(运算符号表示为式(Ⅹ)的)，进而得到G₂₈，此过程即公式(Ⅹ)的第二次迭代过程。按照此方法不断地进行运算，直至达到(log₂N/2)‑1次迭代，得到的输出数据即G_2N/2；最终，获取N个编码输出信号xN。