CN113055020B - 一种基于编码约束的突发误码检测方法 - Google Patents

一种基于编码约束的突发误码检测方法 Download PDF

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CN113055020B CN202110611559.8A CN202110611559A CN113055020B CN 113055020 B CN113055020 B CN 113055020B CN 202110611559 A CN202110611559 A CN 202110611559A CN 113055020 B CN113055020 B CN 113055020B
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Abstract

本发明提供一种基于编码约束的突发误码检测方法，属于信道编码技术领域。所述方法包括：在译码前，对译码初始信息进行硬判决；根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，根据伴随式生成误码指示序列；对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码；若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息；若不存在连续突发误码，直接经过译码后输出结果。采用本发明，能够提高LDPC码的抗突发误码能力。

Description

一种基于编码约束的突发误码检测方法
技术领域
本发明涉及信道编码技术领域，特别是指一种基于编码约束的突发误码检测方法。
背景技术
低密度奇偶校验(LDPC, low density parity check)码是一种逼近香农限的线性分组码，具有很强的纠错能力，在深空探测、卫星通信、移动通信和存储器系统中得到了广泛应用。通过采用置信传播迭代译码方法，LDPC译码器能够得以高效实现。但是译码初始信息的准确性，对译码结果有着直接的影响。在实际的无线通信系统中，受脉冲干扰、信道衰落等因素的影响，信道传输中经常出现突发误码，其表现特征为：误码集中连续出现，且误码率接近1/2。例如星地通信中，受大气湍流和散射等的影响，接收终端很容易出现大面积的连续突发误码。这种误码形式会造成LDPC译码性能严重回退，当突发误码超过一定数量时，错误的信道信息将在LDPC迭代译码过程中扩散，导致高误码平层。多进制LDPC具有较强的抗突发误码能力，但其译码器的实现复杂度过高，应用场景严重受限。
针对二进制LDPC的抗突发误码问题，梅雪艳等提出通过舍弃存在强干扰的码元位置的初始译码信息，避免错误的初始信息参与译码迭代，提高了LDPC码在强干扰突发误码情况下的性能。但是对于突发误码位置和长度的准确判断，缺少系统性的检测方法。综上所述，研究设计一种实用的连续误码检测方法，是实现二进制LDPC抗突发译码的前提和基础，具有重要的应用价值。
发明内容
本发明实施例提供了基于编码约束的突发误码检测方法，能够提高LDPC码的抗突发误码能力。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种基于编码约束的突发误码检测方法，包括：
S101，在译码前，对译码初始信息进行硬判决；
S102，根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，根据伴随式生成误码指示序列；
S103，对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码；
S104，若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息；
S105，若不存在连续突发误码，直接经过译码后输出结果。
进一步地，译码初始信息
Figure 265323DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 90060DEST_PATH_IMAGE002
表示第
Figure 84691DEST_PATH_IMAGE003
个码字比特对应的接收符号，对应变量节点，
Figure 867840DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 813668DEST_PATH_IMAGE005
为LDPC码字长度；
所述对译码初始信息进行硬判决包括：
对译码初始信息
Figure 255145DEST_PATH_IMAGE001
进行硬判决，得到LDPC码字判决序列
Figure 353551DEST_PATH_IMAGE006
，其中，硬判决原则为：若
Figure 776442DEST_PATH_IMAGE007
，则
Figure 941057DEST_PATH_IMAGE008
，否则
Figure 107596DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 342400DEST_PATH_IMAGE010
为码字判决序列。
进一步地，所述根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，根据伴随式生成误码指示序列包括：
根据码字判决序列
Figure 247776DEST_PATH_IMAGE010
和LDPC码校验矩阵
Figure 918929DEST_PATH_IMAGE011
，计算伴随式
Figure 639892DEST_PATH_IMAGE012
，其中，
Figure 447311DEST_PATH_IMAGE011
为
Figure 477584DEST_PATH_IMAGE013
维的校验矩阵，上标
Figure 232437DEST_PATH_IMAGE014
表示矩阵转置；
Figure 317943DEST_PATH_IMAGE015
表示
Figure 776606DEST_PATH_IMAGE011
第
Figure 197354DEST_PATH_IMAGE016
行对应的校验式成立，
Figure 843099DEST_PATH_IMAGE017
表示
Figure 690486DEST_PATH_IMAGE011
第
Figure 3656DEST_PATH_IMAGE016
行对应的校验式不成立，
Figure 126464DEST_PATH_IMAGE018
；
利用伴随式
Figure 774352DEST_PATH_IMAGE019
计算判决码字的可靠度向量；
根据判决码字的可靠度向量生成误码指示信号。
进一步地，可靠度向量表示为：
Figure 890075DEST_PATH_IMAGE020
，其中，
Figure 808484DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 85882DEST_PATH_IMAGE022
表示与变量节点
Figure 692837DEST_PATH_IMAGE003
相连的校验节点集合，
Figure 612251DEST_PATH_IMAGE004
，每一个校验节点代表校验矩阵
Figure 103275DEST_PATH_IMAGE011
的一行校验式。
进一步地，所述根据判决码字的可靠度向量生成误码指示信号包括：
若
Figure 302307DEST_PATH_IMAGE023
，则
Figure 144361DEST_PATH_IMAGE024
，否则
Figure 851155DEST_PATH_IMAGE025
，得到误码指示序列
Figure 462264DEST_PATH_IMAGE026
，其中，
Figure 81465DEST_PATH_IMAGE027
表示校验矩阵
Figure 895968DEST_PATH_IMAGE011
第
Figure 626027DEST_PATH_IMAGE003
列的列重。
进一步地，所述对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码包括：
根据编码码率
Figure 337981DEST_PATH_IMAGE028
得到对应的香农限
Figure 924820DEST_PATH_IMAGE029
，根据得到的香农限构造初始搜索窗口长度
Figure 961040DEST_PATH_IMAGE030
；
根据构造的初始搜索窗口长度
Figure 494790DEST_PATH_IMAGE030
，对误码指示序列
Figure 814913DEST_PATH_IMAGE031
逐项滑动窗口并计算误码率估计向量
Figure 556342DEST_PATH_IMAGE032
，其中，用于估计误码率估计向量中的误码率估计值的函数
Figure 860284DEST_PATH_IMAGE033
的形式为：
Figure 682878DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 591928DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 458253DEST_PATH_IMAGE036
表示搜索窗口的起始位置；
Figure 718333DEST_PATH_IMAGE037
表示的是误码指示序列
Figure 377240DEST_PATH_IMAGE031
的索引，
Figure 937535DEST_PATH_IMAGE038
表示误码指示序列
Figure 725493DEST_PATH_IMAGE039
的第
Figure 472869DEST_PATH_IMAGE037
个元素；
若存在区间
Figure 886533DEST_PATH_IMAGE040
且对于任意的常数
Figure 35755DEST_PATH_IMAGE041
，使得
Figure 758729DEST_PATH_IMAGE042
，则判定信息在传输过程中存在连续突发误码；否则，则判定不存在连续突发误码；其中，
Figure 540871DEST_PATH_IMAGE043
表示判决门限因子，
Figure 23805DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 761954DEST_PATH_IMAGE045
满足
Figure 449638DEST_PATH_IMAGE046
。
进一步地，初始搜索窗口长度
Figure 171606DEST_PATH_IMAGE047
，其中，符号
Figure 943384DEST_PATH_IMAGE048
表示向上取整，函数
Figure 801619DEST_PATH_IMAGE049
形式为：
Figure 882707DEST_PATH_IMAGE050
，
Figure 560813DEST_PATH_IMAGE051
表示自变量，用于辅助积分运算。
进一步地，所述若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息包括：
A1，更新搜索窗口长度
Figure 634817DEST_PATH_IMAGE052
，其中，
Figure 144296DEST_PATH_IMAGE053
表示第
Figure 147018DEST_PATH_IMAGE054
次迭代搜索时的窗口长度，
Figure 843579DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 675269DEST_PATH_IMAGE056
是常数系数；
A2，计算第
Figure 760293DEST_PATH_IMAGE054
次前向搜索时窗口内的误码率估计向量
Figure 183184DEST_PATH_IMAGE057
和门限值
Figure 383352DEST_PATH_IMAGE058
，其中，
Figure 549891DEST_PATH_IMAGE059
，
Figure 237225DEST_PATH_IMAGE060
表示门限因子，根据门限值寻找突发误码的起始位置
Figure 814705DEST_PATH_IMAGE061
和结束位置
Figure 954700DEST_PATH_IMAGE062
，若
Figure 659350DEST_PATH_IMAGE061
满足
Figure 483081DEST_PATH_IMAGE063
且
Figure 982195DEST_PATH_IMAGE064
，则将
Figure 875065DEST_PATH_IMAGE061
设为起始位置的第
Figure 629745DEST_PATH_IMAGE054
次估计；
A3，同理，若后向搜索时
Figure 557249DEST_PATH_IMAGE062
满足
Figure 492844DEST_PATH_IMAGE065
且
Figure 623743DEST_PATH_IMAGE066
，则将
Figure 404617DEST_PATH_IMAGE062
设为结束位置的第
Figure 921049DEST_PATH_IMAGE054
次估计，并把区间
Figure 276813DEST_PATH_IMAGE067
作为峰值区域；
A4，若第
Figure 347537DEST_PATH_IMAGE054
次搜索窗口内满足
Figure 197681DEST_PATH_IMAGE068
，
Figure 850511DEST_PATH_IMAGE069
，同时相邻两次迭代的突发误码起始和结束位置满足
Figure 127908DEST_PATH_IMAGE070
，
Figure 482666DEST_PATH_IMAGE071
，其中，
Figure 388699DEST_PATH_IMAGE072
、
Figure 410881DEST_PATH_IMAGE073
分别表示预设的第一判决阈值、第二判决阈值，则根据得到的突发误码的起始位置
Figure 609913DEST_PATH_IMAGE061
和结束位置
Figure 451967DEST_PATH_IMAGE062
，计算突发误码的长度
Figure 627602DEST_PATH_IMAGE074
并删除相应的信道信息；否则，返回步骤A1。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本发明实施例中，在译码前，对译码初始信息进行硬判决；根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，根据伴随式生成误码指示序列；对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码；若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息；这样，在LDPC译码过程中，通过上述步骤能够检测出是否发生连续突发误码并删除误码初始信息，从而提高LDPC码的抗突发误码能力，解决了译码过程中突发误码的错误信息扩散导致迭代译码性能恶化的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于编码约束的突发误码检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的基于编码约束的突发误码检测结构示意图；
图3为本发明实施例提供的窗口滑动示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于编码约束的突发误码检测方法，包括：
S101，在译码前，对译码初始信息进行硬判决；
S102，根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，根据伴随式生成误码指示序列；
S103，对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码；
S104，若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息；
S105，若不存在连续突发误码，直接经过译码后输出结果。
本发明实施例所述的基于编码约束的突发误码检测方法，在译码前，对译码初始信息进行硬判决；根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，根据伴随式生成误码指示序列；对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码；若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息；这样，在LDPC译码过程中，通过上述步骤能够检测出是否发生连续突发误码并删除误码初始信息，从而提高LDPC码的抗突发误码能力，解决了译码过程中突发误码的错误信息扩散导致迭代译码性能恶化的问题。
本实施例中，如图2所示，S101由硬判决模块实现，S102由误码指示模块实现，S103由窗口滑动模块实现，S104由双向搜索模块实现，S105由译码模块实现。
在前述基于编码约束的突发误码检测方法的具体实施方式中，进一步地，译码初始信息
Figure 504291DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 123491DEST_PATH_IMAGE075
表示第
Figure 937995DEST_PATH_IMAGE003
个码字比特对应的接收符号，对应变量节点，
Figure 668053DEST_PATH_IMAGE005
为LDPC码字长度；
所述对译码初始信息进行硬判决包括：
对译码初始信息
Figure 669024DEST_PATH_IMAGE001
进行硬判决，得到LDPC码字判决序列
Figure 724705DEST_PATH_IMAGE006
，其中，硬判决原则为：若
Figure 292084DEST_PATH_IMAGE007
，则
Figure 356992DEST_PATH_IMAGE008
，否则
Figure 411535DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 356226DEST_PATH_IMAGE010
为码字判决序列。
在前述基于编码约束的突发误码检测方法的具体实施方式中，进一步地，所述根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，并根据伴随式生成误码指示序列包括：
根据码字判决序列
Figure 394589DEST_PATH_IMAGE010
和LDPC码校验矩阵
Figure 13921DEST_PATH_IMAGE011
(
Figure 188550DEST_PATH_IMAGE013
维)，计算伴随式
Figure 320454DEST_PATH_IMAGE012
，其中，上标
Figure 49376DEST_PATH_IMAGE014
表示矩阵转置，
Figure 442704DEST_PATH_IMAGE015
表示
Figure 284890DEST_PATH_IMAGE011
第
Figure 118853DEST_PATH_IMAGE016
行对应的校验式成立，
Figure 866230DEST_PATH_IMAGE017
表示
Figure 325899DEST_PATH_IMAGE011
第
Figure 491432DEST_PATH_IMAGE016
行对应的校验式不成立，
Figure 230718DEST_PATH_IMAGE018
；
利用伴随式
Figure 199811DEST_PATH_IMAGE076
计算判决码字的可靠度，得到可靠度向量
Figure 460241DEST_PATH_IMAGE020
，其中，
Figure 198390DEST_PATH_IMAGE077
，
Figure 108577DEST_PATH_IMAGE022
表示与变量节点
Figure 315699DEST_PATH_IMAGE078
相连的校验节点集合，每一个校验节点代表校验矩阵
Figure 867903DEST_PATH_IMAGE011
的一行校验式；
根据判决码字的可靠度向量
Figure 506563DEST_PATH_IMAGE079
生成误码指示信号。
本实施例中，若
Figure 587652DEST_PATH_IMAGE023
，则
Figure 282070DEST_PATH_IMAGE024
，否则
Figure 106806DEST_PATH_IMAGE025
，得到误码指示序列
Figure 85126DEST_PATH_IMAGE026
，其中，
Figure 589313DEST_PATH_IMAGE027
表示校验矩阵
Figure 754716DEST_PATH_IMAGE011
第
Figure 117564DEST_PATH_IMAGE003
列的列重。
在前述基于编码约束的突发误码检测方法的具体实施方式中，进一步地，所述对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码包括：
根据编码码率
Figure 701123DEST_PATH_IMAGE028
得到对应的香农限
Figure 389593DEST_PATH_IMAGE029
，即码率为
Figure 42291DEST_PATH_IMAGE028
时达到无误码传输所需的最小信噪比，根据得到的香农限构造初始搜索窗口长度
Figure 458098DEST_PATH_IMAGE080
，其中，符号
Figure 145431DEST_PATH_IMAGE048
表示向上取整，函数
Figure 739224DEST_PATH_IMAGE049
形式为：
Figure 161109DEST_PATH_IMAGE050
，
Figure 865760DEST_PATH_IMAGE051
表示自变量，用于辅助积分运算；
根据构造的初始搜索窗口长度
Figure 407600DEST_PATH_IMAGE030
，对误码指示序列
Figure 418631DEST_PATH_IMAGE031
逐项滑动窗口并计算误码率估计向量
Figure 577080DEST_PATH_IMAGE032
，如图3所示，其中，用于估计误码率估计向量中的误码率估计值的函数
Figure 570575DEST_PATH_IMAGE033
的形式为：
Figure 966921DEST_PATH_IMAGE081
，
Figure 902516DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 531950DEST_PATH_IMAGE036
表示搜索窗口的起始位置；
Figure 109561DEST_PATH_IMAGE037
表示的是误码指示序列
Figure 625993DEST_PATH_IMAGE031
的索引，
Figure 483222DEST_PATH_IMAGE038
表示误码指示序列
Figure 85105DEST_PATH_IMAGE031
的第
Figure 935249DEST_PATH_IMAGE037
个元素；
若存在区间
Figure 823964DEST_PATH_IMAGE040
且对于任意的常数
Figure 366941DEST_PATH_IMAGE041
，使得
Figure 206852DEST_PATH_IMAGE042
，则判定信息在传输过程中存在连续突发误码；否则，则判定不存在连续突发误码；其中，
Figure 595108DEST_PATH_IMAGE043
表示判决门限因子，
Figure 86132DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 49278DEST_PATH_IMAGE045
满足
Figure 360174DEST_PATH_IMAGE046
。
在前述基于编码约束的突发误码检测方法的具体实施方式中，进一步地，所述若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息包括：
A1，更新搜索窗口长度
Figure 552120DEST_PATH_IMAGE052
，其中，
Figure 710700DEST_PATH_IMAGE053
表示第
Figure 329901DEST_PATH_IMAGE054
次迭代搜索时的窗口长度，
Figure 374430DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 370068DEST_PATH_IMAGE056
是一个取值范围为[0.5,1]的常系数；
A2，计算第
Figure 570105DEST_PATH_IMAGE054
次前向搜索时窗口内的误码率估计向量
Figure 376518DEST_PATH_IMAGE057
和门限值
Figure 927585DEST_PATH_IMAGE058
，其中，
Figure 195756DEST_PATH_IMAGE059
，
Figure 499567DEST_PATH_IMAGE060
表示门限因子，根据门限值寻找突发误码的起始位置
Figure 460570DEST_PATH_IMAGE061
和结束位置
Figure 498933DEST_PATH_IMAGE062
，若
Figure 321527DEST_PATH_IMAGE061
满足
Figure 761735DEST_PATH_IMAGE063
且
Figure 893639DEST_PATH_IMAGE064
，则将
Figure 405917DEST_PATH_IMAGE061
设为起始位置的第
Figure 281469DEST_PATH_IMAGE054
次估计；
A3，同理，若后向搜索时
Figure 592495DEST_PATH_IMAGE062
满足
Figure 160880DEST_PATH_IMAGE065
且
Figure 908256DEST_PATH_IMAGE066
，则将
Figure 56341DEST_PATH_IMAGE062
设为结束位置的第
Figure 189251DEST_PATH_IMAGE054
次估计，并把区间
Figure 928537DEST_PATH_IMAGE067
作为峰值区域；
A4，若第
Figure 163209DEST_PATH_IMAGE054
次搜索窗口内满足
Figure 131296DEST_PATH_IMAGE068
，
Figure 400603DEST_PATH_IMAGE069
，同时相邻两次迭代的突发误码起始和结束位置满足
Figure 45211DEST_PATH_IMAGE070
，
Figure 36955DEST_PATH_IMAGE071
，其中，
Figure 58001DEST_PATH_IMAGE072
、
Figure 666968DEST_PATH_IMAGE073
分别表示预设的第一判决阈值、第二判决阈值，
Figure 482477DEST_PATH_IMAGE082
，则根据得到的突发误码的起始位置
Figure 691741DEST_PATH_IMAGE061
和结束位置
Figure 765745DEST_PATH_IMAGE062
，计算突发误码的长度
Figure 9645DEST_PATH_IMAGE074
并删除相应的信道信息；否则，返回步骤A1。
为了更好地理解本发明，以CCSDS近地空间通信标准中的LDPC(7154,8176)码为例，对本发明实施例提出的基于编码约束的突发误码检测方法实现步骤进行详细说明：
假设信道是加性高斯白噪声（AWGN, additive white guassian noise），发送的信息比特长度为7154，且经过LDPC编码和BPSK调制。为了更真实地模拟连续突发误码的场景，在接收端的每帧数据中引入一段长度为300的突发误码。本实施例中的LDPC码校验矩阵
Figure 730476DEST_PATH_IMAGE011
为：
Figure 177769DEST_PATH_IMAGE083
(1)
由
Figure 540617DEST_PATH_IMAGE084
个
Figure 156800DEST_PATH_IMAGE085
的循环移位子矩阵组成，其中
Figure 314112DEST_PATH_IMAGE086
表示单位矩阵，
Figure 497968DEST_PATH_IMAGE087
为非稀疏循环移位矩阵。校验矩阵的行重均为32，列重均为4。
基于上述假设，对本发明实施例提出的基于编码约束的突发误码检测方法进行说明，具体可以包括以下步骤：
步骤1：对译码初始信息
Figure 415240DEST_PATH_IMAGE088
进行硬判决， LDPC码字长度为8176，如果
Figure 368153DEST_PATH_IMAGE007
，则
Figure 696366DEST_PATH_IMAGE008
；否则
Figure 85628DEST_PATH_IMAGE009
，得到LDPC码字判决序列
Figure 55858DEST_PATH_IMAGE089
；
步骤2：根据硬判决结果
Figure 863277DEST_PATH_IMAGE010
和LDPC码校验矩阵
Figure 378703DEST_PATH_IMAGE011
计算伴随式
Figure 271572DEST_PATH_IMAGE090
，根据伴随式生成误码指示序列，具体可以包括如下步骤：
步骤2.1：根据码字判决序列
Figure 514335DEST_PATH_IMAGE010
和LDPC码校验矩阵
Figure 422598DEST_PATH_IMAGE011
(
Figure 623773DEST_PATH_IMAGE091
维)，计算伴随式
Figure 489091DEST_PATH_IMAGE092
；
步骤2.2：利用伴随式
Figure 269966DEST_PATH_IMAGE093
计算可靠度，得到可靠度向量
Figure 317556DEST_PATH_IMAGE094
，其中，
Figure 673320DEST_PATH_IMAGE022
表示与变量节点
Figure 540782DEST_PATH_IMAGE095
相连的校验节点集合。
步骤2.3：根据可靠度向量
Figure 125347DEST_PATH_IMAGE096
生成误码指示信号。
本实施例中，由于校验矩阵
Figure 512597DEST_PATH_IMAGE011
的列重均为4，因此，如果
Figure 524415DEST_PATH_IMAGE097
则
Figure 879173DEST_PATH_IMAGE098
，否则
Figure 785206DEST_PATH_IMAGE099
；得到误码指示序列
Figure 10651DEST_PATH_IMAGE100
。
步骤3：对步骤2生成的误码指示序列，构造一个初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将之与预设门限比较，判断是否存在连续突发误码，具体可以包括以下步骤：
步骤3.1：根据编码码率
Figure 458950DEST_PATH_IMAGE101
得到对应的香农限
Figure 786157DEST_PATH_IMAGE102
，即码率为0.875时达到无误码传输所需的最小信噪比，根据得到的香农限构造初始搜索窗口长度为
Figure 243683DEST_PATH_IMAGE103
；
步骤3.2：根据步骤3.1构造的搜索窗口长度820，对误码指示序列
Figure 838481DEST_PATH_IMAGE104
逐项滑动窗口并计算误码率估计向量
Figure 457682DEST_PATH_IMAGE105
，其中
Figure 521452DEST_PATH_IMAGE106
，
Figure 533402DEST_PATH_IMAGE107
；本实施例中，判决门限因子
Figure 467860DEST_PATH_IMAGE108
，若存在区间
Figure 523541DEST_PATH_IMAGE040
且对于任意的常数
Figure 320946DEST_PATH_IMAGE041
，使得
Figure 854695DEST_PATH_IMAGE109
，则判定信息在传输过程中发生了连续突发误码；否则，则判定不存在连续突发误码，其中，
Figure 174818DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 886553DEST_PATH_IMAGE045
满足
Figure 659337DEST_PATH_IMAGE110
。
步骤4：若在步骤3中判定存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息，具体可以包括以下步骤：
步骤4.1：更新搜索窗口长度
Figure 731198DEST_PATH_IMAGE111
，其中
Figure 686254DEST_PATH_IMAGE053
表示第
Figure 818158DEST_PATH_IMAGE054
次迭代搜索时的窗口长度，本实施例中，假设
Figure 78238DEST_PATH_IMAGE056
取值为0.6；
步骤4.2：计算第
Figure 704522DEST_PATH_IMAGE054
次前向搜索时窗口内的误码率估计向量
Figure 733658DEST_PATH_IMAGE112
，本实施例中，取门限值为
Figure 36464DEST_PATH_IMAGE113
，其中，
Figure 301616DEST_PATH_IMAGE114
，根据门限值寻找突发误码的起始位置
Figure 715280DEST_PATH_IMAGE061
和结束位置
Figure 880813DEST_PATH_IMAGE062
，若
Figure 416837DEST_PATH_IMAGE061
满足
Figure 900777DEST_PATH_IMAGE063
且
Figure 852552DEST_PATH_IMAGE064
，则将
Figure 856280DEST_PATH_IMAGE061
设为起始位置的第
Figure 235309DEST_PATH_IMAGE054
次估计。
步骤4.3：同理，若后向搜索时
Figure 708010DEST_PATH_IMAGE062
满足
Figure 729055DEST_PATH_IMAGE065
且
Figure 99207DEST_PATH_IMAGE066
，则将
Figure 914716DEST_PATH_IMAGE062
设为结束位置的第
Figure 123981DEST_PATH_IMAGE054
次估计，并把区间
Figure 433871DEST_PATH_IMAGE067
作为峰值区域。
步骤4.4：对上两步计算的结果进行比较和判决，本实施例中，取
Figure 677770DEST_PATH_IMAGE115
，
Figure 664181DEST_PATH_IMAGE116
。如果第
Figure 610009DEST_PATH_IMAGE054
次搜索窗口内满足
Figure 707278DEST_PATH_IMAGE068
，
Figure 805684DEST_PATH_IMAGE069
；同时相邻两次迭代的突发误码起始和结束位置满足
Figure 713728DEST_PATH_IMAGE117
，
Figure 632006DEST_PATH_IMAGE118
，则根据得到的突发误码的起始位置
Figure 532965DEST_PATH_IMAGE061
和结束位置
Figure 534813DEST_PATH_IMAGE062
，计算突发误码的长度
Figure 410496DEST_PATH_IMAGE074
并删除相应的信道信息；否则，返回步骤4.1。
步骤5：若不存在连续突发误码，直接经过译码后输出结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于编码约束的突发误码检测方法，其特征在于，包括：
S101，在译码前，对译码初始信息进行硬判决；
S102，根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，根据伴随式生成误码指示序列；
S103，对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码；
S104，若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息；
S105，若不存在连续突发误码，直接经过译码后输出结果；
其中，所述根据硬判决结果和LDPC码校验矩阵计算伴随式，根据伴随式生成误码指示序列包括：
根据码字判决序列
Figure DEST_PATH_IMAGE001
和LDPC码校验矩阵
Figure 953793DEST_PATH_IMAGE002
，计算伴随式
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 808616DEST_PATH_IMAGE002
为
Figure 526037DEST_PATH_IMAGE004
维的校验矩阵，上标
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示矩阵转置，
Figure 858929DEST_PATH_IMAGE006
表示
Figure 204460DEST_PATH_IMAGE002
第
Figure DEST_PATH_IMAGE007
行对应的校验式成立，
Figure 964605DEST_PATH_IMAGE008
表示
Figure 369654DEST_PATH_IMAGE002
第
Figure 99713DEST_PATH_IMAGE007
行对应的校验式不成立，
Figure 175116DEST_PATH_IMAGE009
；
利用伴随式
Figure 699638DEST_PATH_IMAGE011
计算判决码字的可靠度向量；
根据判决码字的可靠度向量生成误码指示信号；
其中，可靠度向量表示为：
Figure 860493DEST_PATH_IMAGE012
，其中，
Figure 800767DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 855310DEST_PATH_IMAGE014
表示与变量节点
Figure 691679DEST_PATH_IMAGE015
相连的校验节点集合，
Figure 464463DEST_PATH_IMAGE016
，每一个校验节点代表校验矩阵
Figure 880532DEST_PATH_IMAGE002
的一行校验式；
其中，所述根据判决码字的可靠度向量生成误码指示信号包括：
若，
Figure 55162DEST_PATH_IMAGE017
则
Figure 796853DEST_PATH_IMAGE018
，否则
Figure 729037DEST_PATH_IMAGE019
，得到误码指示序列
Figure 339010DEST_PATH_IMAGE020
，其中，
Figure 246441DEST_PATH_IMAGE021
表示校验矩阵
Figure 549247DEST_PATH_IMAGE002
第
Figure 640831DEST_PATH_IMAGE015
列的列重。
2.根据权利要求1所述的基于编码约束的突发误码检测方法，其特征在于，译码初始信息表示为
Figure 54494DEST_PATH_IMAGE022
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
表示第
Figure 344661DEST_PATH_IMAGE015
个码字比特对应的接收符号，对应变量节点，
Figure 693734DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为LDPC码字长度；
所述对译码初始信息进行硬判决包括：
对译码初始信息
Figure 69352DEST_PATH_IMAGE026
进行硬判决，得到LDPC码字判决序列
Figure DEST_PATH_IMAGE027
，其中，硬判决原则为：若
Figure 427652DEST_PATH_IMAGE028
，则
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，否则
Figure 837905DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为码字判决序列。
3.根据权利要求1所述的基于编码约束的突发误码检测方法，其特征在于，所述对生成的误码指示序列构造初始搜索窗口，采用滑动搜索的方式统计滑动窗口内的误码率估计值，并将误码率估计值与预设门限值比较，判断是否存在连续突发误码包括：
根据编码码率
Figure 889037DEST_PATH_IMAGE032
得到对应的香农限
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，根据得到的香农限构造初始搜索窗口长度
Figure 545759DEST_PATH_IMAGE034
；
根据构造的初始搜索窗口长度
Figure 911013DEST_PATH_IMAGE034
，对误码指示序列
Figure DEST_PATH_IMAGE035
逐项滑动窗口并计算误码率估计向量
Figure 910193DEST_PATH_IMAGE036
，其中，用于估计误码率估计向量中的误码率估计值的函数
Figure DEST_PATH_IMAGE037
的形式为：
Figure 132227DEST_PATH_IMAGE038
，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
，
Figure 482436DEST_PATH_IMAGE040
表示搜索窗口的起始位置，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
表示的是误码指示序列
Figure 244856DEST_PATH_IMAGE042
的索引，
Figure DEST_PATH_IMAGE043
表示误码指示序列
Figure 364122DEST_PATH_IMAGE042
的第
Figure 960319DEST_PATH_IMAGE041
个元素；
若存在区间
Figure 391301DEST_PATH_IMAGE044
且对于任意的常数
Figure DEST_PATH_IMAGE045
，使得
Figure 909743DEST_PATH_IMAGE046
，则判定信息在传输过程中存在连续突发误码；否则，则判定不存在连续突发误码；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
表示判决门限因子，
Figure 149094DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure DEST_PATH_IMAGE049
满足
Figure DEST_PATH_IMAGE051
。
4.根据权利要求3所述的基于编码约束的突发误码检测方法，其特征在于，初始搜索窗口长度
Figure 385035DEST_PATH_IMAGE052
，其中，符号
Figure DEST_PATH_IMAGE053
表示向上取整，函数
Figure 709837DEST_PATH_IMAGE054
形式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 751742DEST_PATH_IMAGE056
表示自变量，用于辅助积分运算。
5.根据权利要求4所述的基于编码约束的突发误码检测方法，其特征在于，所述若存在连续突发误码，则采用双向迭代窗口搜索的方法，确定突发误码的起始和结束位置，根据得到的突发误码的起始和结束位置，计算突发误码的长度并删除相应的信道信息包括：
A1，更新搜索窗口长度
Figure DEST_PATH_IMAGE057
，其中，
Figure 580021DEST_PATH_IMAGE058
表示第
Figure DEST_PATH_IMAGE059
次迭代搜索时的窗口长度，
Figure 314759DEST_PATH_IMAGE060
，
Figure DEST_PATH_IMAGE061
是常数系数；
A2，计算第
Figure 264873DEST_PATH_IMAGE059
次前向搜索时窗口内的误码率估计向量
Figure 641627DEST_PATH_IMAGE062
和门限值
Figure DEST_PATH_IMAGE063
，其中，
Figure 589992DEST_PATH_IMAGE064
，
Figure DEST_PATH_IMAGE065
表示门限因子，根据门限值寻找突发误码的起始位置
Figure 495631DEST_PATH_IMAGE066
和结束位置
Figure DEST_PATH_IMAGE067
，若
Figure 263867DEST_PATH_IMAGE066
满足
Figure 506629DEST_PATH_IMAGE068
且
Figure DEST_PATH_IMAGE069
，则将
Figure 309500DEST_PATH_IMAGE066
设为起始位置的第
Figure 854882DEST_PATH_IMAGE059
次估计；
A3，同理，若后向搜索时
Figure 644502DEST_PATH_IMAGE067
满足
Figure 425376DEST_PATH_IMAGE070
且
Figure DEST_PATH_IMAGE071
，则将
Figure 348333DEST_PATH_IMAGE067
设为结束位置的第
Figure 64616DEST_PATH_IMAGE059
次估计，并把区间
Figure 666499DEST_PATH_IMAGE072
作为峰值区域；
A4，若第
Figure 126430DEST_PATH_IMAGE059
次搜索窗口内满足
Figure 497369DEST_PATH_IMAGE073
，
Figure 118974DEST_PATH_IMAGE074
，同时相邻两次迭代的突发误码起始和结束位置满足
Figure 942574DEST_PATH_IMAGE075
，
Figure 206196DEST_PATH_IMAGE076
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE077
、
Figure 838165DEST_PATH_IMAGE078
分别表示预设的第一判决阈值、第二判决阈值，则根据得到的突发误码的起始位置
Figure 20885DEST_PATH_IMAGE066
和结束位置
Figure 472726DEST_PATH_IMAGE067
，计算突发误码的长度
Figure DEST_PATH_IMAGE079
并删除相应的信道信息；否则，返回步骤A1。
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