CN116723069B - 一种多模块迭代Turbo均衡方法、装置、设备、服务器及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多模块迭代Turbo均衡方法、装置、设备、服务器及介质，发送端：获取二进制独立同分布的伯努利信源；该信源先被一个未删余的原模图LDPC码压缩；再被一个删余的原模图LDPC编码；编码序列经过二进制相移键控调制，生成调制信号，将调制信号通过PR信道进行传输。接收端：接收由PR信道传输的信号；依次对接收的信号进行解调、三级串行级联框架迭代处理，该框架包含BCJR检测器、信道译码器和信源译码器，Turbo均衡迭代过程中包含信源译码器、信道译码器与BCJR均衡器三者之间的互相迭代。引入多模块迭代Turbo均衡系统，使得在接收端能够利用信源编码后的残留冗余信息，充分利用了系统资源抵抗ISI干扰，提出M‑JPEXIT算法来分析上述三级串行级联框架的收敛性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种多模块迭代Turbo均衡方法、装置、设备、服务器及介质。
背景技术
低密度奇偶校验（Low Density Parity Check, LDPC）码最早由R. Gallager教授在1962年提出，但在当时并未引起注意。在1996年Mackay和Neal重新发现了LDPC码。LDPC码作为一种性能优异的纠错码，被广泛应用在存储系统和无线通信系统两大领域，并在2016年被选为5G标准增强移动宽带业务数据信道的中长码块编码方案，LDPC码的研究具有重要的理论意义与应用意义。2003年，Thorpe教授在原模图的基础上，得到的一类具有结构化特点的LDPC码，也叫做原模图低密度奇偶校验(Protograph-LDPC，PLDPC)码，PLDPC码作为一种极具研究前景的结构化LDPC码，其不仅继承了传统LDPC码的优点，亦具有良好的误码性能以及简洁直观的表示形式，可以实现快速高效的编译码。基于双原模图低密度奇偶校验码的联合信源信道编码（Joint Source-Channel Coding, JSCC）系统在加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise, AWGN）信道下具有良好的误码性能。
一般而言，所说的存储系统就是磁记录系统，其中码间干扰降低了磁记录系统中存储数据的可靠性。Turbo均衡技术通常被用来抵抗磁记录系统中的码间干扰。同时，磁记录信道通常被建模为部分响应信道。目前针对磁记录系统的研究大多是基于单独信道编码系统的。但是，基于香农信源信道分离编码定理设计的系统认为只要编码帧长无限长就能达到系统性能的最优化，但在实际场景中无法满足这个条件因为这会带来非常大的时延，另外这个定理也没有考虑到真实系统的非理想性，当信源不能完全被压缩时，这部分冗余信息就不能被利用起来。而在联合信源信道编码系统中，在译码端能够有效地利用信源编码后残留的冗余信息来提高系统的性能。
有鉴于此，提出本申请。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多模块迭代Turbo均衡方法、装置、设备、服务器及介质，能够有效解决现有技术中的信源信道编码系统存在非常大的时延、不能有效地利用信源编码后残留的冗余信息、系统误比特率性能低的问题。
本发明公开了一种多模块迭代Turbo均衡方法，包括：
获取二进制独立同分布的伯努利信源，并根据公式计算所述伯努利信源的熵值，其中，/>为熵值，/>为信源统计特性；
采用一个预设的未删余原模图LDPC码对所述伯努利信源进行压缩处理；
采用一个预设的删余PLDPC码对压缩处理过的所述伯努利信源进行编码处理，生成编码序列；
将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，并通过PR信道上传所述调制信号至服务器,具体为：将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，其中，/>为调制符号序列的长度；
对一维码间干扰磁记录信道进行建模处理，生成具有ISI存储器的PR信道，信道的输出表示为，其中，/>，/>为信道存储器的长度，为对应一维码间干扰磁记录信道的抽头系数，/>为具有零均值、方差为的高斯噪声，/>为噪声功率谱密度；
通过所述PR信道上传所述调制信号至服务器。
本发明还公开了一种多模块迭代Turbo均衡方法，包括：
获取通过PR信道传输的调制信号，并对所述调制信号进行解调处理；
通过三级串行级联框架对解调后的所述调制信号进行互相迭代处理，恢复出信源数据，其中，所述三级串行级联框架由BCJR检测器、信道译码器和信源译码器构成，具体为：所述BCJR检测器对解调后的所述调制信号进行预处理，生成外信息，并将所述外信息作为先验信息传递给所述信道译码器；
在所述信道译码器和所述信源译码器之间交换所述外信息；
将所述信道译码器的输出外信息传递回所述BCJR检测器，并将该输出外信息作为进一步Turbo均衡迭代的先验信息；
调用M-JPEXIT算法对所述BCJR检测器、所述信道译码器和所述信源译码器之间的互信息演变进行分析处理，并根据公式计算无差错传输的最小信噪比，其中，/>为无差错传输的最小信噪比，/>为噪声功率谱密度，/>为平均每信源比特能量。
本发明还公开了一种多模块迭代Turbo均衡装置，包括：
信源获取单元，用于获取二进制独立同分布的伯努利信源，并根据公式计算所述伯努利信源的熵值，其中，/>为熵值，/>为信源统计特性；
压缩单元，用于采用一个预设的未删余原模图LDPC码对所述伯努利信源进行压缩处理；
编码单元，用于采用一个预设的删余PLDPC码对压缩处理过的所述伯努利信源进行编码处理，生成编码序列；
上传单元，用于将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，并通过PR信道上传所述调制信号至服务器，具体为：将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，其中，/>为调制符号序列的长度；
对一维码间干扰磁记录信道进行建模处理，生成具有ISI存储器的PR信道，信道的输出表示为，其中，/>，/>为信道存储器的长度，为对应一维码间干扰磁记录信道的抽头系数，/>为具有零均值、方差为的高斯噪声，/>为噪声功率谱密度；
通过所述PR信道上传所述调制信号至服务器。
本发明还公开了一种多模块迭代Turbo均衡装置，包括：
调制信号获取单元，用于获取通过PR信道传输的调制信号，并对所述调制信号进行解调处理；
信源数据恢复单元，用于通过三级串行级联框架对解调后的所述调制信号进行互相迭代处理，恢复出信源数据，其中，所述三级串行级联框架由BCJR检测器、信道译码器和信源译码器构成，具体为：所述BCJR检测器对解调后的所述调制信号进行预处理，生成外信息，并将所述外信息作为先验信息传递给所述信道译码器；
在所述信道译码器和所述信源译码器之间交换所述外信息；
将所述信道译码器的输出外信息传递回所述BCJR检测器，并将该输出外信息作为进一步Turbo均衡迭代的先验信息；
调用M-JPEXIT算法对所述BCJR检测器、所述信道译码器和所述信源译码器之间的互信息演变进行分析处理，并根据公式计算无差错传输的最小信噪比，其中，/>为无差错传输的最小信噪比，/>为噪声功率谱密度，/>为平均每信源比特能量。
本发明还公开了一种多模块迭代Turbo均衡设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
本发明还公开了一种服务器，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
本发明还公开了一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
综上所述，本实施例提供的一种多模块迭代Turbo均衡方法、装置、设备、服务器及介质，所述多模块迭代Turbo均衡方法引入多模块迭代Turbo均衡系统，使得在接收端能够利用信源编码后的残留冗余信息，充分利用了系统资源抵抗ISI干扰，提出M-JPEXIT算法来分析上述三级串行级联框架的收敛性能。从而解决现有技术中的第三方root操作容易出现病毒，盗取用户的个人信息，安全性差的情况，进而影响系统的安全和稳定性的问题。
附图说明
图1是本发明第一方面提供的一种多模块迭代Turbo均衡方法的第一流程示意图。
图2是本发明第二方面提供的一种多模块迭代Turbo均衡方法的第一流程示意图。
图3是本发明实施例提供的一种多模块迭代Turbo均衡方法的第二流程示意图。
图4是本发明实施例提供的PR信道下的新型多模块迭代Turbo均衡系统框架图。
图5是本发明实施例提供的PR信道下新型多模块迭代Turbo均衡系统下的误码率性能仿真示意图。
图6是本发明实施例提供的PR信道下新型多模块迭代Turbo均衡系统中互信息传递的Tanner示意图。
图7是本发明实施例提供的一种多模块迭代Turbo均衡装置的第一模块示意图。
图8是本发明实施例提供的一种多模块迭代Turbo均衡装置的第二模块示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
本发明公开了一种多模块迭代Turbo均衡方法、装置、设备、服务器及介质，至少在一定程度上解决了现有技术的不足。
请参阅图1至图2，本发明的第一实施例提供了一种多模块迭代Turbo均衡方法,其可由多模块迭代Turbo均衡设备（以下简称第一均衡设备）来执行，特别的，由第一均衡设备内的一个或者多个处理器来执行，以实现如下步骤：
S101，获取二进制独立同分布的伯努利信源，并根据公式计算所述伯努利信源的熵值，其中，/>为熵值，/>为信源统计特性；
S102，采用一个预设的未删余原模图LDPC码对所述伯努利信源进行压缩处理；
S103，采用一个预设的删余PLDPC码对压缩处理过的所述伯努利信源进行编码处理，生成编码序列；
S104，将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，并通过PR信道上传所述调制信号至服务器。
具体地，步骤S104包括：将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，其中，/>为调制符号序列的长度；
对一维码间干扰磁记录信道进行建模处理，生成具有ISI存储器的PR信道，信道的输出表示为，其中，/>，/>为信道存储器的长度，为对应一维码间干扰磁记录信道的抽头系数，/>为具有零均值、方差为的高斯噪声，/>为噪声功率谱密度；
通过所述PR信道上传所述调制信号至服务器。
在本实施例中，所述第一均衡设备可为用户终端设备（如智能手机、智能电脑或者其他智能设备），该用户终端设备可与云端的服务器建立通讯连接，以实现数据的交互。
一般而言，所说的存储系统就是磁记录系统，其中码间干扰降低了磁记录系统中存储数据的可靠性。Turbo均衡技术通常被用来抵抗磁记录系统中的码间干扰。同时，磁记录信道通常被建模为部分响应信道。目前针对磁记录系统的研究大多是基于单独信道编码系统的。但是，基于香农信源信道分离编码定理设计的系统认为只要编码帧长无限长就能达到系统性能的最优化，但在实际场景中无法满足这个条件因为这会带来非常大的时延，另外这个定理也没有考虑到真实系统的非理想性，当信源不能完全被压缩时，这部分冗余信息就不能被利用起来。而在联合信源信道编码系统中，在译码端能够有效地利用信源编码后残留的冗余信息来提高系统的性能。
具体地，在本实施例中，在发送端：先获取二进制独立同分布的伯努利信源，即考虑一个二进制独立同分布伯努利信源，其熵值为；该信源先被一个未删余的原模图LDPC码压缩；再被另一个删余的原模图LDPC编码；编码序列经过二进制相移键控调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过PR信道进行传输，即编码后的序列被二进制相移键控调制成，其中/>是调制符号序列的长度，一维码间干扰磁记录信道可以被建模为具有ISI存储器的PR信道，信道的输出可以表示为/>，其中，，/>是信道存储器的长度，/>是对应一维码间干扰磁记录信道的抽头系数，/>是具有零均值、方差为/>的高斯噪声，其中/>表示噪声功率谱密度。
请参阅图1、图3至图6，本发明的第二实施例提供了一种多模块迭代Turbo均衡方法，其可由Turbo均衡设备（以下简称第二均衡设备）来执行，特别的，由第二均衡设备内的一个或者多个处理器来执行，以实现如下步骤：
S201，获取通过PR信道传输的调制信号，并对所述调制信号进行解调处理；
S202，通过三级串行级联框架对解调后的所述调制信号进行互相迭代处理，恢复出信源数据，其中，所述三级串行级联框架由BCJR检测器、信道译码器和信源译码器构成。
具体地，步骤S104包括：所述BCJR检测器对解调后的所述调制信号进行预处理，生成外信息，并将所述外信息作为先验信息传递给所述信道译码器；
在所述信道译码器和所述信源译码器之间交换所述外信息；
将所述信道译码器的输出外信息传递回所述BCJR检测器，并将该输出外信息作为进一步Turbo均衡迭代的先验信息。
在本实施例中，还包括：
调用M-JPEXIT算法对所述BCJR检测器、所述信道译码器和所述信源译码器之间的互信息演变进行分析处理，并根据公式计算无差错传输的最小信噪比，其中，/>为无差错传输的最小信噪比，/>为噪声功率谱密度。
在本实施例中，所述第二均衡设备可为位于云端的服务器，该云端的服务器可与用户终端设备（如智能手机、智能电脑或者其他智能设备）建立通讯连接，以实现数据的交互。
具体地，在本实施例中，与传统Turbo均衡不同，三级串行级联Turbo均衡可以利用信源编码留下的剩余冗余来进一步抵抗码间干扰，改善系统的误码性能。接收由PR信道传输的信号；对接收的信号进行解调；对解调后的信号经过三级串行级联框架迭代处理，该框架包含BCJR检测器、信道译码器和信源译码器，首先，BCJR检测器使用其先验信息输入来提供外信息，该外信息作为先验信息被传递到信道译码器。其次，在信道译码器和信源译码器之间交换外信息，该过程称为联合信源信道(Joint Source-Channel, JSC)译码器迭代。在联合信源信道译码器迭代之后，最后，信道译码器的输出外信息被传递回BCJR检测器，作为进一步Turbo均衡迭代的先验信息。M-JPEXIT算法被用来研究BCJR检测器，信道译码器，信源译码器之间的互信息演变，从而可以用来计算上述系统的译码阈值，即无差错传输的最小信噪比（SNR）（）。
在本实施例中，信道译码器和信源译码器可以组成为JSC译码器，BCJR检测器和JSC译码器之间外信息的迭代过程构成了新的Turbo均衡迭代过程。每次Turbo均衡迭代过程中，BCJR检测器是和JSC译码器中的信道译码器之间进行外信息的迭代，同时 JSC译码器中的信道译码器和信源译码器之间也进行外信息的交换。信源译码器、信道译码器与BCJR检测器三者之间外信息的互相迭代，使得在接收端能够有效利用信源编码后的残留冗余信息来提高系统的整体性能。
针对该PR信道下的新型多模块迭代Turbo均衡系统，进行了误码率性能的仿真，如图5所示。仿真所用的信源LDPC码是码率为1/2的无删余R4JA码，每帧信源长度固定为3200比特，信源统计特性p值为0.06，新的Turbo均衡采用了不同的迭代次数，其中联合信源信道译码器对每帧信源最多进行100次BP译码迭代
如表1可以看到采用Turbo均衡之后，经过BCJR检测器和信道译码器之间的外信息迭代能获得一定的性能提升。尤其系统只进行1次迭代的性能，相比于完全不采用Turbo均衡的性能，即BCJR检测器和译码器之间没有外信息迭代，产生了较大的提升。
表1：图5的PR信道下新型多模块迭代Turbo均衡系统下的误码率性能仿真示意图的不同迭代次数的阈值分析表
具体地，在本实施例中，JPEXIT算法通常用来分析原模图LDPC码译码器的收敛性能，利用该算法可以设计出瀑布区性能优秀的码型。提出M-JPEXIT算法，用来分析所提出新系统下译码器的收敛性能。所述多模块迭代Turbo均衡方法将传统的JPEXIT算法适用的JSCC系统扩展到一个三级串行级联系统，它研究BCJR检测器，信道译码器和信源译码器之间的输入/输出交换的互信息演变，从而可以用来计算该系统的译码阈值，即允许无差错传输最小信噪比（SNR）（即）。
在本实施例中，所述多模块迭代Turbo均衡方法还提供了一种分析该系统下译码器收敛性能的M-JPEXIT算法；联合原模图外信息转移 (Joint Protograph ExtrinsicInformation Transfer, JPEXIT）算法中信道译码器的初始对数似然比（Log LikelihoodRatio, LLR）可以由AWGN信道输出的外信息确定。然而，在M-JPEXIT算法中，它们由BCJR检测器的LLR处理器计算，如图6所示。此外，除了检查在信道译码器和信源译码器之间交换的互信息演变之外，M-JPEXIT算法还考虑信道译码器和BCJR检测器之间交换的互信息。
在图6所示中，大小为的/>和大小为/>的/>分别表示信道PLDPC码和信源PLDPC码的基础矩阵。另外，用/>来表示/>中的第/>个元素，也就是在信道码的基础矩阵中第/>个变量节点（Variable Node, VN）连接着第/>个校验节点（Check Node, CN）之间边的数量；用/>来表示/>中的第/>个元素，也就是在信源码的基础矩阵中第/>个VN连接着第/>个CN之间边的数量。黑色方块代表信源或者信道的校验节点。信道码中的黑色圆圈用于表示信源编码的变量节点，并且信源码中的黑色圆圈用于表示信道编码时传输的信道变量节点。特别地，删余的信道变量节点由空心圆表示。对于BCJR检测器，灰色圆圈用于表示一维码间干扰磁记录信道输出，表示为网格节点的正方形用于表示BCJR检测器的状态结构。
根据图6，首先定义以下互信息：
：从BCJR检测器到信道译码器的变量节点的外信息；
：从信道译码器的变量节点到BCJR检测器的先验信息；
：从信源（信道）译码器第j个变量节点到第i个校验节点的外信息；
：从信源（信道）译码器第j个变量节点到第i个校验节点的先验互信息；
：从信源（信道）译码器第i个校验节点到第j个变量节点的外信息；
：从信源（信道）译码器第j个变量节点到第i个校验节点的先验互信息；
：与信道译码器中第j个变量节点所连接的信源译码器中的校验节点的外信息；
： 信源译码器中第i个校验节点所连接的信道译码器中的变量节点的外信息；
：与信源译码器中第j个变量节点的后验LLR与之对应的源比特之间的互信息；
信道译码器的迭代互信息函数被定义为，其中，/>表示二进制比特和信道对数似然比之间的互信息；
在此给出反函数：，其中，/>，/>，/>，/>，/>，/>；
信源译码器的迭代互信息函数被定义为，其中，/>是信源译码器中变量节点之间的互信息，/>表示变量节点/>的平均对数似然比的值。
JPEXIT算法的具体流程如下：首先，BCJR检测器计算出的互信息值；接着在信道译码器中对于/>，/>，初始化信道对数似然比（LLR），该LLR的值是由/>定义的，如果第j个变量节点被删余，那么/>；在信道译码器的校验节点与变量节点之间迭代更新互信息：对于/>，如果/>，那么；否则/>；其中/>由公式计算；对于/>，如果/>，那么/>；否则；其中/>由公式计算；如果/>，那么/>；否则/>；其中/>由公式计算，再迭代更新从信道译码器到BCJR检测器和信源译码器之间的互信息；即；其中/>由公式，且/>；其中/>由公式计算；
再者是在信源译码器中，对于，先初始化信源对数似然比（LLR），且/>；再信源译码器的校验节点与变量节点之间迭代更新互信息；如果/>，那么/>；否则/>；其中/>由公式计算；如果/>，那么/>；否则/>；其中/>由公式计算；最后是信源译码器到信道译码器之间迭代更新互信息，即/>；其中/>由公式/>；接着计算后验概率，即；其中/>由公式/>计算。
简单来说，BCJR检测器使用其先验信息输入来提供外信息，该外信息作为先验信息被传递到信道译码器；同时，在信道译码器和信源译码器之间交换外信息，这包括联合信源信道译码器迭代。在联合信源信道译码器迭代之后；最后，信道译码器输出的外信息被传递回BCJR检测器，作为进一步Turbo均衡迭代的先验信息。以及分析该系统下译码器的收敛性能的M-JPEXIT算法具体步骤如下：对于给定的，通过蒙特卡罗模拟计算从解调器输出的比特序列的信道初始LLR/>。对于给定的先验/>的互信息（设置初始值为0），使用公式计算出对应的先验LLR，即/>的标准差/>，并且生成遵循对称高斯分布/>的LLR序列。将序列/>和/>传递到BCJR检测器中，可以计算出BCJR检测器外部LLR序列/>。然后计算序列/>的标准差。假设序列/>遵循对称高斯分布。使用公式计算序列/>的互信息/>。
综上，为了提升系统在PR信道下的抗码间干扰性能，所述多模块迭代Turbo均衡方法提出了基于PR信道下的新型多模块迭代Turbo均衡系统。所提出的新型多模块迭代Turbo均衡系统主要是在译码端：信源译码器、信道译码器与 BCJR（Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv）均衡器三者之间的互相迭代。通过外信息迭代更新，该系统在译码端能够有效利用信源编码后的残留冗余信息进一步抵抗码间干扰（Inter Symbol Interference, ISI）。并且为了分析所提系统译码器的收敛性能，所述多模块迭代Turbo均衡方法还提出了M-JPEXIT算法，以跟踪系统的互信息迭代更新，从而分析所提新型多模块迭代Turbo均衡系统的译码阈值。
简单来说，为了更好地利用信源编码后残留的冗余信息，所述多模块迭代Turbo均衡方法将联合信源信道编码技术和Turbo均衡技术结合起来，设计了PR信道下的新型多模块迭代Turbo均衡系统。因此，所述多模块迭代Turbo均衡方法的目的在于基于单独信道编码定理设计的磁记录系统的基础上，在译码端将信源编码后的残留冗余信息考虑进来，提出了基于新型多模块迭代Turbo均衡的JSCC系统。考虑到利用外信息转移（ExtrinsicInformation Transfer, EXIT）算法可以用来分析译码器的收敛性能，本发明提出了M-JPEXIT算法，用于分析所提新系统的译码阈值。
请参阅图7，本发明的第三实施例提供了一种多模块迭代Turbo均衡装置，包括：
信源获取单元101，用于获取二进制独立同分布的伯努利信源，并根据公式计算所述伯努利信源的熵值，其中，/>为熵值，/>为信源统计特性；
压缩单元102，用于采用一个预设的未删余原模图LDPC码对所述伯努利信源进行压缩处理；
编码单元103，用于采用一个预设的删余PLDPC码对压缩处理过的所述伯努利信源进行编码处理，生成编码序列；
上传单元104，用于将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，并通过PR信道上传所述调制信号至服务器。
请参阅图8，本发明的第四实施例提供了一种多模块迭代Turbo均衡装置，包括：
调制信号获取单元201，用于获取通过PR信道传输的调制信号，并对所述调制信号进行解调处理；
信源数据恢复单元202，用于通过三级串行级联框架对解调后的所述调制信号进行互相迭代处理，恢复出信源数据，其中，所述三级串行级联框架由BCJR检测器、信道译码器和信源译码器构成。
本发明的第五实施例提供了一种多模块迭代Turbo均衡设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
本发明的第六实施例提供了一种服务器，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
本发明的第七实施例提供了一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
示例性地，本发明第五实施例、第六实施例和第七实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现一种多模块迭代Turbo均衡设备中的执行过程。例如，本发明第三实施例和第四实施例中所述的装置。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种多模块迭代Turbo均衡方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现对一种多模块迭代Turbo均衡方法的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现一种多模块迭代Turbo均衡方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、文字转换功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、文字消息数据等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡（Smart Media Card, SMC）、安全数字（SecureDigital, SD）卡、闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多模块迭代Turbo均衡方法，其特征在于，包括：
获取二进制独立同分布的伯努利信源，并根据公式计算所述伯努利信源的熵值，其中，/>为熵值，/>为信源统计特性；
采用一个预设的未删余原模图LDPC码对所述伯努利信源进行压缩处理；
采用一个预设的删余PLDPC码对压缩处理过的所述伯努利信源进行编码处理，生成编码序列；
将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，并通过PR信道上传所述调制信号至服务器,具体为：将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，其中，/>为调制符号序列的长度；
对一维码间干扰磁记录信道进行建模处理，生成具有ISI存储器的PR信道，信道的输出表示为，其中，/>，/>为信道存储器的长度，为对应一维码间干扰磁记录信道的抽头系数，/>为具有零均值、方差为的高斯噪声，/>为噪声功率谱密度；
通过所述PR信道上传所述调制信号至服务器。
2.一种多模块迭代Turbo均衡方法，其特征在于，包括：
获取通过PR信道传输的调制信号，并对所述调制信号进行解调处理；
通过三级串行级联框架对解调后的所述调制信号进行互相迭代处理，恢复出信源数据，其中，所述三级串行级联框架由BCJR检测器、信道译码器和信源译码器构成，具体为：所述BCJR检测器对解调后的所述调制信号进行预处理，生成外信息，并将所述外信息作为先验信息传递给所述信道译码器；
在所述信道译码器和所述信源译码器之间交换所述外信息；
将所述信道译码器的输出外信息传递回所述BCJR检测器，并将该输出外信息作为进一步Turbo均衡迭代的先验信息；
调用M-JPEXIT算法对所述BCJR检测器、所述信道译码器和所述信源译码器之间的互信息演变进行分析处理，并根据公式计算无差错传输的最小信噪比，其中，为无差错传输的最小信噪比，/>为噪声功率谱密度，/>为平均每信源比特能量。
3.一种多模块迭代Turbo均衡装置，其特征在于，包括:
信源获取单元，用于获取二进制独立同分布的伯努利信源，并根据公式计算所述伯努利信源的熵值，其中，/>为熵值，/>为信源统计特性；
压缩单元，用于采用一个预设的未删余原模图LDPC码对所述伯努利信源进行压缩处理；
编码单元，用于采用一个预设的删余PLDPC码对压缩处理过的所述伯努利信源进行编码处理，生成编码序列；
上传单元，用于将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，并通过PR信道上传所述调制信号至服务器，具体为：将所述编码序列进行二进制相移键控调制处理，生成调制信号，其中，/>为调制符号序列的长度；
对一维码间干扰磁记录信道进行建模处理，生成具有ISI存储器的PR信道，信道的输出表示为，其中，/>，/>为信道存储器的长度，为对应一维码间干扰磁记录信道的抽头系数，/>为具有零均值、方差为的高斯噪声，/>为噪声功率谱密度；
通过所述PR信道上传所述调制信号至服务器。
4.一种多模块迭代Turbo均衡装置，其特征在于，包括:
调制信号获取单元，用于获取通过PR信道传输的调制信号，并对所述调制信号进行解调处理；
信源数据恢复单元，用于通过三级串行级联框架对解调后的所述调制信号进行互相迭代处理，恢复出信源数据，其中，所述三级串行级联框架由BCJR检测器、信道译码器和信源译码器构成，具体为：所述BCJR检测器对解调后的所述调制信号进行预处理，生成外信息，并将所述外信息作为先验信息传递给所述信道译码器；
在所述信道译码器和所述信源译码器之间交换所述外信息；
将所述信道译码器的输出外信息传递回所述BCJR检测器，并将该输出外信息作为进一步Turbo均衡迭代的先验信息；
调用M-JPEXIT算法对所述BCJR检测器、所述信道译码器和所述信源译码器之间的互信息演变进行分析处理，并根据公式计算无差错传输的最小信噪比，其中，为无差错传输的最小信噪比，/>为噪声功率谱密度，/>为平均每信源比特能量。
5.一种多模块迭代Turbo均衡设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
6.一种服务器，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求2所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
7.一种可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如权利要求1至2任意一项所述的一种多模块迭代Turbo均衡方法。
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