CN115276900B - 分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法和系统，所述方法包括：在发送端对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1后进行信息发送；对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到码字x2后进行信息发送；在接收端对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值其中，y1、y2分别是x1、x2经过信道传输后到达接收端的序列。应用本发明可以利用信源之间的相关性提高信息传输的效率，还可以信源压缩后再进行信道编码，使得信道极化码可以利用信源极化码中残留的冗余改善系统整体性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法和系统。
背景技术
分布式编码(Distributed source coding,DSC)指的是对两个或多个物理位置上分离但互相关联的信源进行压缩编码，而这些信源之间并不互相通信。将压缩后的信源通过信道发送到一个中心点进行联合译码，则称为分布式联合信源信道编码(Distributedjoint source-channel coding,DJSCC)。
现有的基于极化码的DJSCC技术，如图1所示，主要是对系统极化码的利用，即分别将多个分布式信源编码为系统极化码，即分别进行信道极化编码再通过信道进行传输。接收端采用自适应循环冗余校验辅助串行抵消列表(Adaptive cyclic redundancy check-aided successive cancellation list,CA-SCL)译码器。
现有的基于极化码的DJSCC技术，虽然可以利用信源之间的相关性提高信息传输的效率，但是误帧率的性能还需进一步提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法和系统，既可以利用信源之间的相关性提高信息传输的效率，还可以信源压缩后再进行信道编码，使得信道极化码可以利用信源极化码中残留的冗余改善系统整体性能，比如降低信息传输的误帧率。
基于上述目的，本发明提供一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法，包括：
在发送端对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1后进行信息发送；对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到码字x2后进行信息发送；
在接收端对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>
其中，y1、y2分别是x1、x2经过信道传输后到达接收端的序列。
其中，所述对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到码字x2，具体包括：
对s2进行信源极化编码得到序列
对序列采用系统极化码进行信道编码得到码字x2。
其中，所述对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，具体包括：
进行多次信源信道联合译码的迭代计算；其中一次信源信道联合译码的迭代计算过程包括：
由第二信道译码器根据信源译码器前次迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器输出此次迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器根据和第一信道译码器输出的外信息/>对y2进行信源译码，得到此次迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
其中，所述根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，具体包括：
进行多次分布式信源信道译码的迭代计算；其中一次分布式信源信道译码的迭代计算过程包括：
由第一信道译码器根据所述信源译码器前次迭代计算的外信息对y1进行信道译码，得到此次迭代计算的s1的估计值，并向所述信源译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
进而对接收序列y2进行一次信源信道联合译码：
由第二信道译码器根据所述信源译码器前次迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器输出此次迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器根据和第一信道译码器输出的此次迭代计算的外信息/>对y2进行信源译码，得到此次迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次迭代计算的外信息/>向第一信道译码器输出此次迭代计算的外信息
本发明还提供一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输系统，包括：设置于发送端的第一信道极化编码器和联合信源信道编码模块；以及设置于接收端的分布式联合译码模块；
其中，第一信道极化编码器用于对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1；
所述联合信源信道编码模块用于对源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到码字x2；
所述分布式联合译码模块用于在接收端对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>
其中，y1、y2分别是x1、x2经过信道传输后到达接收端的序列。
本发明还提供一种电子设备，包括中央处理单元、信号处理和存储单元，以及存储在信号处理和存储单元上并可在中央处理单元上运行的计算机程序，其中，所述中央处理单元执行如上所述的分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法。
本发明的技术方案中，在发送端对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1后进行信息发送；对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到码字x2后进行信息发送；在接收端对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>其中，y1、y2分别是x1、x2经过信道传输后到达接收端的序列。由于本发明技术方案结合系统极化码和双极化码对分布式信源进行分布式联合信源信道编码。双极化码包含信源极化编码和信道极化编码，即信源压缩后再进行信道编码，不仅可以利用信源之间的相关性，同时信道极化码可以利用信源极化码中残留的冗余改善系统整体性能，比如降低信息传输的误帧率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为现有技术的一种基于极化码的DJSCC技术的信息传输系统的内部框图；
图2为本发明实施例提供的一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输系统的内部框图；
图3为本发明实施例提供的一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法流程图；
图4为本发明实施例提供的一种信源信道联合极化编码的方法流程图；
图5为本发明实施例提供的一种分布式联合译码模块的内部结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种对接收序列进行分布式联合译码的方法流程图；
图7为本发明实施例提供的分布式信源信道联合极化编码的联合因子图示意图；
图8为本发明实施例提供的一种电子设备硬件结构示意图；
图9为本发明实施例提供的平均误帧率仿真结果示意图。
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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本发明的技术方案中结合系统极化码和双极化码对分布式信源进行分布式联合信源信道编码。双极化码包含信源极化编码和信道极化编码，即信源压缩后再进行信道编码，不仅可以利用信源之间的相关性，同时信道极化码可以利用信源极化码中残留的冗余改善系统整体性能，比如降低信息传输的误帧率。
下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。
本发明实施例提供的一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输系统的内部框图，如图2所示，包括：设置于发送端的第一信道极化编码器201和联合信源信道编码模块202；以及设置于接收端的分布式联合译码模块203；
其中，发送端的第一信道极化编码器201用于对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1；之后，码字x1通过发送端的发送，经信道传输到接收端；
发送端的联合信源信道编码模块202用于对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到码字x2；之后，码字x2通过发送端的发送，经信道传输到接收端；其中，信源S1和信源S2为相关信源，两者之间的相关系数为ρ；
接收端的分布式联合译码模块用于在接收端对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>
基于上述的分布式信源的信源信道联合极化的信息传输系统，本发明实施例提供的一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法，流程如图3所示，包括如下步骤：
步骤S301：在发送端对信源S1的信息序列s1进行信道编码。
本步骤中，在发送端通过第一信道极化编码器201对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1后，由发送端进行信息发送。
具体地，设信源S1为均匀分布的二进制信源，产生长度为Ns＝2m的信源序列本实施例中采用系统极化码进行信道编码，设该系统极化码的码长为Nc＝2n。集合/>表示系统极化码的信息位索引集合，集合/>的大小/>集合表示系统极化码的系统位索引集合，/>表示集合/>的补集，/>表示集合/>的补集，行向量x1表示对s1进行信道编码后得到的码字。系统极化码的码字x1由子向量和/>构成，其中系统位/>的计算如公式1所示：
其中即矩阵/>的n次克罗内克积，且/>的计算如公式2所示：
其中，表示由信道矩阵Gch中行索引属于集合/>的行与列索引属于集合/>的列构成的子矩阵；/>表示由信道矩阵Gch中行索引属于集合/>的行与列索引属于集合/>的列构成的子矩阵；/>表示由信道矩阵Gch中行索引属于集合/>的行与列索引属于集合/>的列构成的子矩阵；/>表示由信道矩阵Gch中行索引属于集合/>的行与列索引属于集合/>的列构成的子矩阵。
步骤S302：在发送端对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码。
本步骤中，在发送端通过联合信源信道编码模块202对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到码字x2后，由发送端进行信息发送；
具体地，设信源S2产生长度为Ns＝2m的信源序列信源S1和S2之间的相关系数为ρ＝2q-1，其中/>表示信源S1和S2产生不同比特的概率。
如图2所示，上述联合信源信道编码模块202中可以包括：信源极化编码器211和第二信道极化编码器212；
具体地，通过联合信源信道编码模块202对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码的流程，具体可以如图4所示，包括以下子步骤:
子步骤S401：对信源S2的信息序列s2进行信源编码；
本子步骤中，通过信源极化编码器211对信源S2的信息序列s2进行信源编码；
具体地，设表示信源极化后的序列，信源极化即信源编码的过程如公式3所示：
c＝s2Gs (公式3)
其中信源矩阵设集合/>表示信源极化码高熵位的索引集合，集合/>的大小为/>由信源极化编码器211输出s2的信源编码的结果/>
子步骤S402：对信源编码的结果进行信道编码；
本子步骤中，通过第二信道极化编码器212对信源编码的结果进行信道编码，得到码字x2；
具体地，第二信道极化编码器212可以采用系统极化码进行信道编码，设该系统极化码的码长为Nc＝2n。集合表示系统极化码的信息位索引集合，集合/>的大小为K。集合/>表示系统极化码的系统位索引集合，/>表示集合/>的补集，/>表示集合的补集，行向量x2表示码字。系统极化码的码字x2由子向量/>和构成，其中系统位/>的计算如公式4所示：
其中的计算如公式5所示：
其中，表示由矩阵Gch中行索引属于集合/>的行与列索引属于集合/>的列构成的子矩阵；/>表示由矩阵Gch中行索引属于集合/>的行与列索引属于集合/>的列构成的子矩阵；/>表示由矩阵Gch中行索引属于集合/>的行与列索引属于集合的列构成的子矩阵；/>表示由矩阵Gch中行索引属于集合/>的行与列索引属于集合的列构成的子矩阵。
发送端在进行信息发送时，可以采用BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)调制；信息在AWGN(Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪声)信道中进行传输。
x1、x2经信道传输到达接收端，可分别表示为y1＝(1-2x1)+n1，y2＝(1-2x2)+n2，n1和n2为长度为Nc均值为0且方差为σ2的高斯噪声序列；σ2为AWGN信道的噪声方差；接收序列的LLR(Log likelihood Ratio，对数似然比)形式的表达式如下所示：
步骤S303：在接收端对接收序列y1、y2进行分布式联合译码。
本步骤中，在接收端通过分布式联合译码模块203对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>
如图5所示，上述分布式联合译码模块203中可以包括：第一信道译码器501、第二信道译码器502、信源译码器503；其中，这三个译码器均是BP(Belief Propagation,置信传播)译码器构成。
上述步骤S303中对接收序列y1、y2进行译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>的具体方法，流程可以如图6所示，包括如下步骤：
步骤S601：初始化；
本发明实施例提供的分布式信源信道联合极化译码方法可以在分布式信源信道联合极化编码的联合因子图上进行迭代译码。图7为一个分布式信源信道联合极化编码的联合因子图示例，其中，信道极化码1对应于码字x1，信道极化码2对应于码字x2，信源极化码2对应于信源编码的结果Ns＝4，Nc＝8，K＝3，/>
本步骤中，初始化迭代计数值k、w为1；初始化信源译码器503向第一信道译码器501输出的外信息为0。初始化信源译码器503向第二信道译码器502输出的外信息为0。
步骤S602：通过第一信道译码器501进行译码操作；
本步骤中，若k＝1，则第一信道译码器501根据接收序列y1和初始化的信源译码器503向第一信道译码器501输出的外信息对y1进行信道译码，得到此次迭代计算的s1的估计值，并向所述信源译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
若k>1，则第一信道译码器501根据接收序列y1和信源译码器503向第一信道译码器501输出前次迭代的外信息对y1进行信道译码，得到此次迭代计算的s1的估计值，并向所述信源译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
具体地，本步骤中第一信道译码器501首先利用接收到的外信息计算系统位/>的先验信息/>用/>表示集合/>中的第i个元素，则系统比特/>的先验信息/>计算如公式6所示：
其中1≤i≤Ns，Lp由信源S1和S2之间的相关系数决定，如公式7所示：
其中，函数sign(x)的定义如公式8所示：
获得先验信息后，可对第一信道译码器501进行初始化。码长为Nc的极化码L(y1)可以表示为一个由n+1列变量节点构成的n阶因子图，每阶包含Nc/2个处理单元。在本步骤中，针对此因子图中的变量节点进行I次迭代更新：
设第t次迭代中第i行第j列变量节点包含的由左向右迭代时的软信息为第t次迭代中第i行第j列变量节点包含的由右向左迭代时的软信息为/>的初始化如公式9所示：
其中，公式9中的即为上述的/>可根据上述公式6可计算得到；的初始化如公式10所示：
其余变量节点中的软信息均初始化为0。
对于此因子图中每一个处理单元，变量节点的信息更新公式如公式组11所示：
其中，f(x，y)＝sign(x)sign(y)min(x，y)；每一次迭代更新过程中依次计算
在因子图中的变量节点完成I次迭代更新后，根据最后一次更新的因子图中变量节点的信息进行硬判决，获得此次迭代计算的s1的估计值如公式12所示：
其中同时第一信道译码器501向信源译码器503输出此处迭代计算的外信息/>I可以由本领域技术人员根据经验设置。
步骤S603：通过第二信道译码器502进行译码操作；
本步骤中，若k＝1，第二信道译码器502根据初始化的信源译码器503向第二信道译码器502输出的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器503输出此次迭代计算的信道译码的结果/>
若k>1，第二信道译码器502根据信源译码器503前次迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器503输出此次迭代计算的信道译码的结果
具体地，由于对应于s2的的信道极化编码同样使用的是码长为Nc的极化码。因此，L(y2)也可以表示为一个由n+1列变量节点构成的n阶因子图，每阶包含Nc/2个处理单元。第二信道译码器502不仅会收到信道接收值L(y2)，同时还会接收到信源译码器503发送的外信息/>用/>表示集合/>中的第i个元素，用/>表示集合中的第i个元素，则/>的先验信息/>的计算如公式13所示：
其中1≤i≤K；
在本步骤中，针对此因子图中的变量节点进行I次迭代更新：
设第t次迭代中第i行第j列变量节点包含的由左向右迭代时的软信息为第t次迭代中第i行第j列变量节点包含的由右向左迭代时的软信息为/>对应L(y2)的因子图中变量节点初始化如公式14、15所示：
其中，公式14中的即为上述的/>可根据上述公式13计算得到；1≤i≤Nc，其余节点中的软信息均初始化为0；
对于每一个处理单元，变量节点的信息更新公式如公式组16所示：
第二信道译码器502在每次因子图的迭代更新过程中会更新每一个变量节点中的信息和/>
第二信道译码器502在每次因子图的迭代更新过程中依次计算
在因子图中的变量节点完成I次迭代更新后，根据最后一次更新的因子图中变量节点的信息，第二信道译码器502得到此次迭代计算的信道译码的结果并将其作为输出至所述信源译码器503的外信息。
步骤S604：通过信源译码器503进行译码操作；
本步骤中，信源译码器503根据第二信道译码器502输出的此次迭代计算的和第一信道译码器输出的此次迭代计算的外信息/>对y2进行信源译码，得到此次迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次迭代计算的外信息向第一信道译码器输出此次迭代计算的外信息/>
具体地，由于s2的信源极化编码使用的是码长为Ns的极化码。因此，也可以表示为一个由m+1列变量节点构成的m阶因子图，每阶包含Ns/2个处理单元。信源译码器503不仅会收到第二信道译码器502所发送的外信息/>同时会接收到第一信道译码器501发送的外信息/>利用接收的外信息/>信源译码器503可以计算/>的先验信息，如公式17所示：
其中1≤i≤K。
此外，信源译码器503还可以利用外信息计算s2的先验信息，如公式18所示：
其中1≤i≤Ns。
在本步骤中，针对对应于的因子图，进行I次迭代更新：
设第t次迭代中第i行第j列变量节点包含的由左向右迭代时的软信息为第t次迭代中第i行第j列变量节点包含的由右向左迭代时的软信息为/>对应/>的因子图中变量节点初始化如公式19、20所示：
其中，公式20中的La(ci)即为上述的可根据上述公式17计算得到；公式19、20中1≤i≤Ns，其余变量节点中的软信息均初始化为0。
对应于的因子图中每一个处理单元，变量节点的信息更新公式如公式组21所示：
信源译码器503在因子图的迭代更新过程中依次计算
在对应于的因子图中的变量节点完成I次迭代更新后，信源译码器503根据最后一次更新的因子图中变量节点的信息，得到此次迭代计算的s2的估计值/>并向第二信道译码器502输出此次迭代计算的外信息/>向第一信道译码器501输出此次迭代计算的外信息/>其中信源译码器503根据如下公式22得到此次迭代计算的s2的估计值/>
其中，1≤i≤Ns。
步骤S605：判断k是否小于预设的最大迭代次数若是，迭代计数值k加1，即k＝k+1后，跳转到步骤S603，执行下一次信源信道联合译码的迭代计算；否则，执行步骤S606；其中，/>可以由本领域技术人员根据经验设置。
步骤S606：判断w是否小于预设的最大迭代次数若是，迭代计数值w加1，即w＝w+1后，跳转到步骤S601，执行下一次分布式信源信道译码的迭代计算；否则，执行步骤S607；其中，/>可以由本领域技术人员根据经验设置。
步骤S607：结束译码过程，输出译码结果。
本步骤中，结束译码过程，将最后一次迭代计算的s1的估计值和s2的估计值/>作为最终的译码结果输出。
基于图6所示的流程，可以看出，在对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码时，具体包括多次信源信道联合译码的迭代计算；其中第k次信源信道联合译码的迭代计算过程包括上述步骤S603-S604的译码操作：
由第二信道译码器502根据信源译码器503前次(第k-1次)迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并输出此次(第k次)迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器503根据接收的外信息和第一信道译码器501输出的外信息/>对y2进行信源译码，得到此次(第k次)迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次(第k次)迭代计算得到的外信息/>
基于图6所示的流程可以看出，在根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码时，具体包括多次分布式信源信道译码的迭代计算；其中第w次分布式信源信道译码的迭代计算过程包括上述步骤S602-S604的译码操作：
由第一信道译码器501根据所述信源译码器503前次(第次)迭代计算的外信息/>对y1进行信道译码，得到此次(第w次)迭代计算的s1的估计值，并向所述信源译码器503输出此次(第w次)迭代计算得到的外信息/>
进而对接收序列y2进行一次信源信道联合译码：
由第二信道译码器502根据所述信源译码器503前次(第次)迭代计算的外信息/>对y2进行信道译码，并输出此次(第/>次)迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器503根据接收的外信息和第一信道译码器501输出的此次(第w次)迭代计算的外信息/>对y2进行信源译码，得到此次(第/>次)迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器502输出此次(第/>次)迭代计算的外信息向第一信道译码器501输出此次(第/>次)迭代计算的外信息/>
图8示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，可以与非线性接收机相连，从非线性接收机接收信息，实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
本发明的技术方案中，在发送端对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1后进行信息发送；对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到码字x2后进行信息发送；在接收端对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>其中，y1、y2分别是x1、x2经过信道传输后到达接收端的序列。由于本发明技术方案结合系统极化码和双极化码对分布式信源进行分布式联合信源信道编码。双极化码包含信源极化编码和信道极化编码，即信源压缩后再进行信道编码，不仅可以利用信源之间的相关性，同时信道极化码可以利用信源极化码中残留的冗余改善系统整体性能，比如降低信息传输的误帧率。
本实施例的分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法中平均误帧率(Average block error rate,ABLER)仿真结果如图9所示。参数设置：Ns＝512，Nc＝1027，K＝307，分布式联合译码中包含的三个BP译码器的固定迭代次数均设置为40，信源S1和S2之间的相关系数为ρ。由图9可知，当ρ＝0.86且/>与现有的基于系统极化码(Systematic polar code,SPC)的DJSCC技术相比，分布式联合译码在BLER＝10-3处可获得0.5dB增益。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (6)
1.一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输方法，其特征在于，包括：
在发送端对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1后进行信息发送；对信源S2的信息序列s2进行信源极化编码得到序列对序列/>采用系统极化码进行信道编码得到码字x2后进行信息发送；
在接收端对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码时，进行多次信源信道联合译码的迭代计算；其中一次信源信道联合译码的迭代计算过程包括：
由第二信道译码器根据信源译码器前次迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器输出此次迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器根据和第一信道译码器输出的外信息/>对y2进行信源译码，得到此次迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>
其中，y1、y2分别是x1、x2经过信道传输后到达接收端的序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，具体包括：
进行多次分布式信源信道译码的迭代计算；其中一次分布式信源信道译码的迭代计算过程包括：
由第一信道译码器根据所述信源译码器前次迭代计算的外信息对y1进行信道译码，得到此次迭代计算的s1的估计值，并向所述信源译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
进而对接收序列y2进行一次信源信道联合译码：
由第二信道译码器根据所述信源译码器前次迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器输出此次迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器根据和第一信道译码器输出的此次迭代计算的外信息对y2进行信源译码，得到此次迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次迭代计算的外信息/>向第一信道译码器输出此次迭代计算的外信息/>
3.一种分布式信源的信源信道联合极化的信息传输系统，其特征在于，包括：设置于发送端的第一信道极化编码器和联合信源信道编码模块；以及设置于接收端的分布式联合译码模块；
其中，第一信道极化编码器用于对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到码字x1；
所述联合信源信道编码模块用于对s2进行信源极化编码得到序列对序列/>采用系统极化码进行信道编码得到码字x2；
所述分布式联合译码模块用于在接收端对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>
其中，所述分布式联合译码模块具体包括：第一信道译码器、第二信道译码器和信源译码器；
其中，所述分布式联合译码模块在对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码时，进行多次信源信道联合译码的迭代计算；其中一次信源信道联合译码的迭代计算过程包括：
由第二信道译码器根据信源译码器前次迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器输出此次迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器根据和第一信道译码器输出的外信息/>对y2进行信源译码，得到此次迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
其中，y1、y2分别是x1、x2经过信道传输后到达接收端的序列。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述分布式联合译码模块在根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码时，进行多次分布式信源信道译码的迭代计算；其中一次分布式信源信道译码的迭代计算过程包括：
由第一信道译码器根据所述信源译码器前次迭代计算的外信息对y1进行信道译码，得到此次迭代计算的s1的估计值，并向所述信源译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
进而对接收序列y2进行一次信源信道联合译码：
由第二信道译码器根据所述信源译码器前次迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器输出此次迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器根据和第一信道译码器输出的此次迭代计算的外信息对y2进行信源译码，得到此次迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次迭代计算的外信息/>向第一信道译码器输出此次迭代计算的外信息/>
5.一种信息接收装置，其特征在于，包括：
分布式联合译码模块，用于对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码，且根据S1和S2之间的相关系数ρ对接收序列y1、y2进行分布式信源的信道译码，得到s1的估计值和s2的估计值/>
其中，所述分布式联合译码模块具体包括：第一信道译码器、第二信道译码器和信源译码器；
其中，所述分布式联合译码模块在对接收序列y2进行信源信道联合迭代译码时，进行多次信源信道联合译码的迭代计算；其中一次信源信道联合译码的迭代计算过程包括：
由第二信道译码器根据信源译码器前次迭代计算的外信息对y2进行信道译码，并向所述信源译码器输出此次迭代计算的信道译码的结果/>
由所述信源译码器根据和第一信道译码器输出的外信息/>对y2进行信源译码，得到此次迭代计算的s2的估计值，并向第二信道译码器输出此次迭代计算得到的外信息/>
其中，y1、y2分别是发送端的x1、x2经过信道传输后到达接收端的序列；其中，码字x1是对信源S1的信息序列s1进行信道编码得到的，码字x2是对信源S2的信息序列s2进行信源信道联合极化编码得到的。
6.一种电子设备，包括中央处理单元、信号处理和存储单元，以及存储在信号处理和存储单元上并可在中央处理单元上运行的计算机程序，其特征在于，所述中央处理单元执行所述程序时实现如权利要求1-2任一所述的方法。
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