[发明专利]比特域叠加伪随机序列与稀疏级联编码的传输方法

权利要求书

1.一种比特域叠加伪随机序列与稀疏级联编码的传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在发送端，首先对待传输信息序列进行信道编码，将每个信道编码符号按照稀疏编码方案转换为码元“1”的比例较少的稀疏序列，接着将稀疏序列与伪随机序列逐比特异或叠加得到待传输序列，最后调制发送；

(2)在接收端，首先将接收信号与本地伪随机序列进行滑动相关判决，以实现帧同步和传输符号同步，进一步移除信号中的伪随机序列，然后在解调器中计算每一比特的硬判决和软判决信息，送入译码器进行译码并计算每个稀疏编码码字的硬输出和软输出信息，最后根据与发送端相同的映射规则得到每个码字对应的信道编码符号硬判决信息和软判决信息，经信道译码得到原始信息序列；

所述步骤(1)具体为：

(1.1)K信息比特经信道编码后得到N比特长的编码码字c，c以每p比特编码码字为一组，其中第i组可表示为[c_ip,c_ip+1,…,c_ip+p-1]，组成对应的编码符号，表示为e_i，

(1.2)构建用以实现信道编码码字稀疏化的映射序列集V，并根据映射序列集设计专门的稀疏编码方案，经稀疏编码后得到二进制稀疏序列s；

(1.3)将二进制稀疏序列s与伪随机序列m进行逐码片异或得到待传输序列t，调制并发送；

所述步骤(2)具体为：

(2.1)接收端收到传输信号，根据已知的伪随机序列通过互相关检测器实现信号捕获，完成帧同步和传输符号同步；

(2.2)移除接收信号中的伪随机序列，根据本地已知的伪随机序列的脉冲位置对接收信号进行符号翻转，恢复出叠加的稀疏序列，并送入解调器；

(2.3)在解调器中计算每一比特的硬判决和软判决信息，接着根据与发送端稀疏编码方案中相应的映射规则得到每条稀疏序列对应的信道编码符号硬信息和软信息，经信道译码得到原始信息序列；

其中，所述步骤(1.2)具体为：

(1.2.1)利用低重码字映射实现稀疏编码，首先，利用纠错码的部分低重码字的信息位来构建序列集，使得序列集中每组序列经纠错编码后得到的码字均为低码重的码字，然后建立信道编码符号与低重码字的信息位之间的映射关系，最后对映射完成后的序列进行低重纠错编码，得到稀疏编码码字序列。

2.根据权利要求1所述的一种比特域叠加伪随机序列与稀疏级联编码的传输方法，其特征在于，在接收端，将接收信号与本地伪随机序列进行滑动相关判决，以实现帧同步和传输符号同步，具体步骤为：

(3.1)将接收信号y和本地伪随机序列m送入互相关检测器，进行滑动相关，其输出R(k,g)表示为：

其中，N_k为相关器滑动窗口长度，y(n+g)为接收信号移位g位后的序列，m(n)为处于滑动窗口内的伪随机序列，k表示相关器输出的序号，n为数字样值序号；

(3.2)检测任何时刻的相关结果，搜索相关峰位置，其判决准则为：

其中，表示搜索到的相关峰位置，代表数据帧的到达；

(3.3)成功完成码捕获后，根据相关峰位置，确定帧同步估计值，找到接收信号一帧的起始位置，建立与发送端起止时刻一致的脉冲序列，实现帧同步；

(3.4)将接收信号进行划分，以每l码片为一组作为接收符号，实现传输符号同步，并依次送入解调器计算每一符号的软信息。

3.根据权利要求1所述的一种比特域叠加伪随机序列与稀疏级联编码的传输方法，其特征在于，所述步骤(1.2.1)具体为：

根据映射规则选择序列集V中位置编号与编码符号值对应的二进制序列作为传输序列；

对映射得到的传输序列执行Golay编码，针对低重码字映射实现稀疏编码的方案设计相应的译码算法。

4.根据权利要求3所述的一种比特域叠加伪随机序列与稀疏级联编码的传输方法，其特征在于，所述针对低重码字映射实现稀疏编码的方案设计相应的译码算法，具体步骤为：

(7.1)在解调器中计算每一比特对数似然信息r_i并得到相应的硬判决结果u_i；

(7.2)根据得到的比特对数似然信息和硬判决结果，以相关差作为译码度量进行Golay译码，相关差最小的码字即为Golay译码结果；

(7.3)Golay译码完成后，按照与发送端相同的映射规则得到每个码字对应的信道编码符号硬判决和软判决信息，并输出到信道译码器；

(7.4)根据得到的信道编码符号的硬判决和软判决信息，完成信道译码，得到原始信息序列。