CN117155515A - 极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法及相关设备。所述方法包括:解调器接收信道通道发来的连续相位调制信号,并确定连续相位调制信号的初始精度参数、前向度量和后向度量;解调器对初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数;解调器基于目标精度参数,对前向度量和后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于多进制码字概率得到接收端的估计信息流并转换为解码器先验信息流;解码器基于串形抵消列表译码算法对解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对候选码字序列进行译码处理,并对译码处理是否满足预设的终止条件进行判断,根据判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
Description
技术领域
本公开涉及信号处理技术领域,尤其涉及一种极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法及相关设备。
背景技术
连续相位调制是一种恒包络调制方式,有较高的频谱效率,在带宽受限环境下表现优异,常用于移动通信、卫星通信以及水下通信等环境。连续相位调制是一种相位连续的调制方案,这赋予了它非线性的特性,这也导致其接收端相对比较复杂。此外,近年来一些涡轮码(Turbo码)、低密度奇偶校验码(LDPC码)级联连续相位调制的系统也被提出,提升了系统的性能。然而,仍然存在接收端相对比较复杂的技术问题。
有鉴于此,如何在保证不影响误码性能的条件下,简化接收端的复杂度成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本公开的目的在于提出一种极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法及相关设备用以解决或部分解决上述技术问题。
基于上述目的,本公开的第一方面提出了一种极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法,所述方法应用于极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统,所述系统包括:解调器和解码器;所述方法包括:
所述解调器接收信道通道发来的连续相位调制信号,并确定所述连续相位调制信号的初始精度参数、前向度量和后向度量;其中,所述连续相位调制信号是发送端基于发送端信源信息比特进行编码处理和调制处理得到的;
所述解调器对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数;
所述解调器基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于所述多进制码字概率得到接收端的估计信息流,将所述接收端的估计信息流转换为解码器先验信息流并发送至所述解码器;
所述解码器基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
基于同一个发明构思,本公开的第二方面提出了一种极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统,所述系统包括:解调器和解码器;
所述解调器,被配置为接收信道通道发来的连续相位调制信号,并确定所述连续相位调制信号的初始精度参数、前向度量和后向度量;其中,所述连续相位调制信号是发送端基于发送端信源信息比特进行编码处理和调制处理得到的;
所述解调器,被配置为对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数;
所述解调器,被配置为基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于所述多进制码字概率得到接收端的估计信息流,将所述接收端的估计信息流转换为解码器先验信息流并发送至所述解码器;
所述解码器,被配置为基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
基于同一发明构思,本公开的第三方面提出了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
基于同一发明构思,本公开的第四方面提出了一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行如上所述的方法。
从上面所述可以看出,本公开提供的极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法及相关设备,所述解调器对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数,通过控制精度参数,可以在保证不影响误码性能的条件下简化接收端的复杂度。所述解调器基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,这样解调算法采用对数域的迭代算法能够在保证不影响误码性能的条件下避免数据溢出,保持数值稳定性。所述解调器基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于所述多进制码字概率得到接收端的估计信息流,将所述接收端的估计信息流转换为解码器先验信息流并发送至所述解码器。所述解码器基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
附图说明
为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关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公开的实施例,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为本公开实施例的极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法的流程图;
图2A为本公开实施例的基于极化编码和连续相位调制的信号处理方法的流程图;
图2B为本公开实施例的有限状态机的示意图;
图2C为本公开实施例的确定目标精度参数的算法流程图;
图2D为本公开实施例的接收端迭代解调解码的流程图;
图2E为本公开实施例的解码器的算法流程图;
图2F为本公开实施例的仿真结果的示意图;
图3为本公开实施例的极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统的结构示意图;
图4为本公开实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、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,对本公开进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本公开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。本公开实施例中使用的“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。
本公开所涉及的名词解释如下:
CRC数据校验:循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,简称CRC)是一种根据网络数据包或计算机文件等数据产生简短固定位数校验码的一种信道编码技术,主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误。它是利用除法及余数的原理来作错误侦测的。
CPM:连续相位调制(Continue Phase Modulation,简称CPM)是一种相位调制技术,它具有相位连续的特点,频谱特性优良,相比相移键控调制方式,具有更高的频带利用率。连续相位调制是一种恒包络调制方式,有较高的频谱效率,在带宽受限环境下表现优异,常用于移动通信,卫星通信,以及水下通信等环境。
SISO:在信道编码领域,软输入软输出(Soft-Input Soft-Output,简称SISO)也称软入软出,其中“软”的意思是软判决,即根据已有的信息不断地迭代,作出最可能的判决。
SCL算法:串形抵消列表译码算法是串形抵消算法(SC)的改进算法,通过增加每一层路径搜索后保留最有可能的候选路径,最终译码时选择路径度量最小的码字序列作为译码器输出的估计码字序列。
BP算法:置信传播译码算法(BackPropagation,简称BP)是一种利用因子图传播软信息的译码算法,是一种SISO译码算法。
LLR:对数似然比(Log Likelihood Ratio,简称LLR)在通信中通常用于软解码,通过对接收到的信号判断发送端发的是哪个调制信号的可能性大,可能性越大判定的结果越可靠。
CPM信号的复数基带等效信号可以表示为:其中,T表示符号周期,Es表示平均符号能量,j为虚数单位,θ(t,α)为CPM实时相位,θ0为初始相位。其中码字序列α中的码字α属于多进制字母表/>实时相位可以由表示,其中,t∈[n,n+1]T,/>是CPM调制的调制指数,p、q是两个互质的整数。q(t)成型脉冲的积分函数,成型脉冲可以为矩形脉冲或升余弦脉冲,或者高斯脉冲的积分,这些成型脉冲的长度为Lcpm也叫CPM的记忆长度。
CPM是一种相位连续的调制方案,这赋予了它非线性的特性,这也导致其接收端相对比较复杂,针对这一问题,一些简化检测方案被提出,里莫尔迪分解(RimoldiDecomposition)以及劳伦特分解(Laurent Decomposition,简称LD)就是其中的两种分解方法。Rimoldi分解更多是在信号的表示层面提供了一种基于状态的数学表示,而Laurent分解更多从信号的波形层面将同一时刻的波形分解成数个脉冲幅度调制(PulseAmplitude Modulation,简称PAM)脉冲的叠加。CPM信号的调制可以将信号视为为带记忆的连续相位编码器(Continuous Phase Encoder,简称CPE)和无记忆调制器(MemorylessModulator,简称MM)的级联,CPE可以视为一种卷积结构,它使得前后码元有了一定的相关性,而这种前后码元间的相关性有利也有弊,坏处是解调端的复杂度提升,而好处是频谱效率更高,并且还会有一定的编码增益。
假设一个M进制的CPM信号,记忆长度为Lcpm,脉冲积分波形选取余弦脉冲或者高斯脉冲的积分,那么,其对应的Laurent分解公式如下:
其中,P=log2M、{gk(t)}为多进制Laurent分解得到的分量波形集合,也即PAM信号集合,ak,n为n时刻第k个分量波形对应的系数。
由于接收端检测器复杂度较高,一些学者针对信号的Laurent分解设计出简化解调方案,但是这些方案多数只采用M-1阶主分量,也即主脉冲近似(Principle PulseApproximate,简称PPA)当CPM记忆长度增加时,PPA性能会急剧下降,这种性能损失来自于先决条件的偏差(主脉冲以外的子脉冲的能量已经随着调制阶数的增加而变得不可忽略,内存长度),这种用接收端近似的信号取匹配原始信号这种方案的误码性能可以用下式估计,
其中,Eb为信号的比特能量,N0为噪声功率谱密度,W(χmin)为的最小修正距离d′(i,j)对应的差分序列χmin=αi-αj的汉明距离,R为观测码字序列的跨度。最小修正距离d′(i,j)由下式遍历所有差分序列求得。
当接收端采用的近似信号与原始信号等价(最优接收机)时,即时,称此时得到的修正距离为最优化接收机的最小欧氏距离dopt。
近年来一些学者发现CPM与信道编码技术(如卷积码,turbo码等)相级联后,接收端通过CPM检测器与解码器之间的软信息迭代,最终可以获得额外的性能增益也即串型级联连续相位调制(serially concatenated CPM,简称SCCPM),早期一些方案采用卷积码与CPM系统通过(Soft in and soft out,简称SISO)迭代的方式提升系统性能,后来一些turbo码、LDPC编码级联CPM的系统也被提出,其有效的改善了低信噪比条件下的误码性能。
极化码(polar code)已被选择用于5GNR控制信道,它是一种理论上可以达到香农限的编码方式,在短码长具有较优的块误差比(Block Error Rate,简称BLER)性能。Arikan引入了串型抵消(Successive Cancellation,简称SC)译码算法,在此基础上,一种循环冗余检查(Cyclic Redundancy Check,简称CRC)辅助SC列表解码算法,也即CA-SCL,极大显著提高了解码性能,但是这些译码方法最终以硬判决的码字作为输出,并不能用于turbo接收机迭代更新对数似然比(Log Likelihood Ratio,简称LLR)。可以输出软信息的误差反向传播译码算法(Belief propagation,简称BP)以及软消除(Soft Cancellation,简称SCAN)译码算法及其改进算法被提出,但是相比于CA-SCL有一定的性能损失。
如上所述,如何在保证不影响误码性能的条件下,简化接收端的复杂度,成为了一个重要的研究问题。
基于上述描述,如图1所示,本实施例提出的极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法,所述方法应用于极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统,所述系统包括:解调器和解码器;所述方法包括:
步骤101,所述解调器接收信道通道发来的连续相位调制信号,并确定所述连续相位调制信号的初始精度参数、前向度量和后向度量;其中,所述连续相位调制信号是发送端基于发送端信源信息比特进行编码处理和调制处理得到的。
具体实施时,所述极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统包括发送端和接收端。其中,所述发送端包括编码器和调制器;所述接收端包括解调器和解码器。例如,编码器为极化码编码器,调制器为连续相位调制器。
如图2A所示,图2A为本公开实施例的基于极化编码和连续相位调制的信号处理方法的流程图。图2A说明了本实施例的极化编码连续相位调制的传输方法的整体流程。在发送端:信源产生发送端信源信息比特,对发送端信源信息比特进行CRC级联极化码编码得到二进制码字,极化码编码器采用高斯近似算法作为信道可靠性估计方案;将二进制码字通过交织映射后得到多进制码字作为连续相位调制器的输入,连续相位调制器对多进制码字进行调制处理生成连续相位调制信号的波形信号。连续相位调制信号经过信道传输,假设受到高斯白噪声的干扰。在接收端:通过SISO的简化CPM解调器以及SISO的极化码解码器二者之间相互迭代软信息得到估计序列,接收机采用基于Laurent分解(即劳伦特分解方法)与LogMAP算法(即对数最大后验概率译码算法)的简化接收机方案,通过控制精度参数,在保证较优的误码性能下,简化接收端的复杂度。polar码解码器(即极化码解码器)采用了SCL算法与BP算法结合,并通过对比重编码的反转LLR输出目标信息流。如果触发早停止条件,或者达到最大迭代次数就直接输出最可能的二进制码字,将估计序列传至信宿。
步骤102,所述解调器对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数。
具体实施时,解调器基于所述初始精度参数进行运算处理得到当前精度参数,并根据所述当前精度参数确定脉冲持续时间大于等于预设的脉冲持续时间阈值的目标脉冲数量。
解调器对所述脉冲持续时间大于等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲进行遍历处理,并将所述脉冲持续时间等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲添加至目标脉冲集合。解调器对所述目标脉冲集合中的连续相位调制信号进行运算处理,得到最小修正欧氏距离,并基于所述最小修正欧氏距离确定误码性能估计值。
解调器基于所述当前精度参数、所述最小修正欧氏距离和所述误码性能估计值中的至少之一确定目标精度参数。
步骤103,所述解调器基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于所述多进制码字概率得到接收端的估计信息流,将所述接收端的估计信息流转换为解码器先验信息流并发送至所述解码器。
具体实施时,解调器基于所述目标精度参数确定接收端状态转移关系,并对所述接收端状态转移关系进行初始化,得到起始时刻的初始前向度量和结束时刻的初始后向度量。解调器基于所述接收端状态转移关系和所述连续相位调制信号进行运算处理得到分支度量。
解调器基于所述初始前向度量和所述分支度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标前向度量;基于所述初始后向度量和所述分支度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标后向度量。
解调器对所述目标前向度量、所述目标后向度量以及所述分支度量进行运算处理,得到所述多进制码字概率。
步骤104,所述解码器基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
具体实施时,解码器基于串形抵消列表译码算法(即极化译码算法)对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列。
基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
通过上述实施例,所述解调器对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数,通过控制精度参数,可以在保证不影响误码性能的条件下简化接收端的复杂度。所述解调器基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,这样解调算法采用对数域的迭代算法能够在保证不影响误码性能的条件下避免数据溢出,保持数值稳定性。所述解调器基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于所述多进制码字概率得到接收端的估计信息流,将所述接收端的估计信息流转换为解码器先验信息流并发送至所述解码器。所述解码器基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
在步骤101之前,还包括:
步骤10A,发送端的编码器先对目标信息流进行编码处理得到二进制码字。
具体实施时,输入的目标信息流为二进制源信息流,二进制源信息流被分组为由k个信息位组成的序列信息序列采用循环冗余校验(CRC)编码,其中加入r个CRC校验位,形成码长为K=k+r的序列。通过高斯逼近算法对极化信道的可靠性进行估计,将N(一般选取码长N为2的幂次)个极化子信道中最可靠的K个子信道传输信息比特,其余N-K传输冻结比特(默认置为0),将码字序列按照信息比特位填充,形成传输消息序列/>之后与极化编码矩阵相乘即/>得到编码码字/>即二进制码字。其中GN=BNFN,BN为比特反转矩阵,/>是基本极化矩阵/>的n=log2 N次克罗内克乘积的结果。
步骤10B,发送端对二进制码字进行交织映射处理得到多进制码字。
具体实施时,交织器对二进制码字进行交织处理,交织的本质是打乱二进制码字的顺序,目的是为了对抗可能的突发性、持续性的噪声干扰,除此之外交织与解交织能够在接收端软信息迭代过程中充分交换软信息,避免深度码间干扰。
映射器将二进制码字进行映射处理得到多进制码字,从二进制到M进制映射采用的是自然映射,这里为了方便后续算法的描述,引入倾斜状态的概念,即 表示x(x∈x)的倾斜状态,|x|表示集合x元素的个数,(注意01比特的二进制码字本身就是倾斜状态,不用再变换,本实施例中需要转换到倾斜状态的码字是双极性码字如±1状态的双极性码字)。
设一组待映射的二进制码字的码字序列为l∈{0,1,…P-1},i∈{0,1,…NM-1},NM=log2 M,则这一组二进制码字的码字序列映射后的多进制码字为:/>它对应的倾斜状态为
以M=4为例,映射关系见下表1。
表1
步骤10C,发送端的调制器对多进制码字进行调制处理得到连续相位调制信号。
具体实施时,将映射后的多进制码字输入到CPM调制器,CPM调制器对多进制码字进行调制处理得到连续相位调制信号,则连续相位调制信号的复数基带等效信号可以表示为:
其中T表示符号周期,Es表示平均符号能量,j为虚数单位,θ(t,α)为CPM实时相位,θ0为初始相位。其中输入多进制码字的码字序列α中的码字α属于多进制字母表实时相位可以由/>表示,其中t∈[n,n+1]T,是CPM调制的调制指数,p、q是两个互质的整数。q(t)是矩形脉冲或升余弦脉冲,或者高斯脉冲的积分,这些脉冲的长度为Lcpm也叫CPM的记忆长度。将调制处理后的连续相位调制信号送入信道传输,假设信道噪声功率谱密度为N0。
接收端对接收到的连续相位调制信号进行解调处理和解码处理的过程为:在接收端采用软入软出的简化CPM解调器与软入软出的polar码解码器软信息交换,通过多次迭代输出,将CRC校验作为迭代早停止条件,最终输出最可能的估计码字序列。接收端由软入软出(SISO)的简化CPM解调器以及软入软出(SISO)的极化码解码器组成。所述简化CPM解调器结合Laurent脉冲分解方案的优势,通过提取主要脉冲分量构建接收端网格状态达到简化接收端的目的;所述极化码解码器结合了SCL解码算法以及BP解码算法,将CRC校验作为迭代早停止条件,能够在信道条件较好时提前终止迭代避免不必要的运算大大提高运算效率。
其中,简化的SISO解调端,解调端首先根据CPM参数构建接收端trellis结构。对于调制阶数为M,记忆长度为Lcpm,调制因子为h=p/q(p、q为互质的整数)、精度参数设为D(1≤D≤L)来说,接收端trellis结构的转移关系可以用一组状态变量mod表示取余操作,一个时刻的状态个数共有pMD-1个。这里在状态描述时采用倾斜状态是为了避免p为奇数或者偶数时分类讨论状态变量的个数,并且倾斜状态便于取余运算,该接Trellis结构下的接收端的状态转移过程可以用图2B所展现的有限状态机表示。
为了后续算法的描述,定义如下:第n符号周期t∈[n,n+1]T,发生了从状态s'到状态s的状态转移s'→s,称s'为状态s的前继状态,称s为状态s'的后继状态,u(s',s)=αn为当前状态转移下对应的码字,Ξ(s')表示状态s'后继状态的集合,Ξ-1(s)表示状态s前继状态的集合。
此时相当于接收端用ND=(2D-1)P(2P-1)个LD脉冲近似发射端的原始信号进行相干解调,近似信号可以写为:
其中,{gk(t)}为Laurent分解得到的分量波形集合,也即PAM信号集合,ak,n为n时刻第k个分量波形对应的系数,可以通过数学推导得知是状态变量的函数。
当D=1时,接收端等价于PPA算法,此时状态种类数最少接收端结构最简化,但是解调精度低,当D=Lcpm时,精度最高,可以达到最优的解调效果,但是复杂度达到最高,为了权衡解调效果与复杂度之间的利弊,通过目标精度参数确定算法来选取符合条件的最优的目标精度参数D。
在一些实施例中,步骤102包括:
所述解调器执行下述过程:
如图2C所示,图2C为本公开实施例的确定目标精度参数的算法流程图。
步骤1021,基于所述初始精度参数进行运算处理得到当前精度参数,并根据所述当前精度参数确定脉冲持续时间大于等于预设的脉冲持续时间阈值的目标脉冲数量。
具体实施时,解调器的输入包括:信道信噪比Eb/N0、最小修正欧氏距离与预设的最优距离之间满足预设的最低门限条件δ、以及误比特率下限pmin。其中,最低门限条件δ默认为0.1,误比特率下限pmin默认为10-2。解调器的输出包括:目标精度参数D。
解调器进行初始化处理,预先将初始精度参数置零,即D0=0,所选LD脉冲个数k=0,所选LD脉冲集合为空,即
基于初始精度参数进行运算处理得到当前精度参数D1,并根据当前精度参数确定脉冲持续时间大于等于预设的脉冲持续时间阈值的目标脉冲数量。例如,预设的脉冲持续时间阈值为Lcpm-D1的LD脉冲持续时间,确定当前精度参数D1下包含的脉冲中持续时间大于等于Lcpm-D1的LD脉冲持续时间的脉冲数量,即
步骤1022,对所述脉冲持续时间大于等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲进行遍历处理,并将所述脉冲持续时间等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲添加至目标脉冲集合。
具体实施时,对所述脉冲持续时间大于等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲进行遍历处理,将每一个持续时间为Lcpm-D1+1的LD脉冲放入脉冲集合G中,并对脉冲个数进行更新,设置脉冲个数k=k+1;直到k≥ND1时结束遍历。
步骤1023,对所述目标脉冲集合中的连续相位调制信号进行运算处理,得到最小修正欧氏距离,并基于所述最小修正欧氏距离确定误码性能估计值。
具体实施时,利用当前脉冲集合G中的信号近似连续相位调制信号时计算当前精度参数D1下的最小修正欧氏距离dmin,
其中,Eb为连续相位调制信号的比特能量。
计算当前最小修正欧氏距离下的误码性能估计值pe,
其中,W(χmin)为的最小修正距离dmin对应的差分序列χmin=αi-αj的汉明距离,R为观测码字序列的跨度。
步骤1024,基于所述当前精度参数、所述最小修正欧氏距离和所述误码性能估计值中的至少之一确定目标精度参数。
具体实施时,当前精度参数、最小修正欧氏距离和误码性能估计值中至少之一满足对应的预设条件时,则直接返回当前精度参数D1,将当前精度参数D1作为目标精度参数D;若上述条件均不满足,则当前精度参数D1自增1,并跳转至步骤1021。
通过上述方案,通过确定目标精度参数控制精度参数,能够在保证较优的误码性能估计值下简化接收端的复杂度。
在一些实施例中,步骤1024包括:
所述解调器执行下述过程:
步骤1024A,对所述当前精度参数、所述最小修正欧氏距离和所述误码性能估计值中的至少之一进行判断处理。
步骤1024B,响应于确定所述当前精度参数等于所述连续相位调制信号的记忆长度,将所述当前精度参数作为所述目标精度参数。
和/或;步骤1024C,响应于确定所述最小修正欧氏距离与预设的最优距离之间满足预设的最低门限条件,将所述当前精度参数作为所述目标精度参数。
和/或;步骤1024D,响应于确定所述误码性能估计值小于预设的误比特率下限;将所述当前精度参数作为所述目标精度参数。
具体实施时,条件一:当前精度参数等于连续相位调制信号的记忆长度,即D1=Lcpm;条件二:最小修正欧氏距离与预设的最优距离之间满足预设的最低门限条件,即条件三:误码性能估计值小于预设的误比特率下限,即pe<pmin。
当满足条件一或者条件二或者条件三时,则直接返回当前精度参数D1,将当前精度参数D1作为目标精度参数D;若上述条件均不满足,则跳转至步骤1021。
通过上述方案,基于当前精度参数、最小修正欧氏距离和误码性能估计值中的至少一个来确定目标精度参数,使得确定的目标精度参数更加准确,在简化接收端的同时保证解调效果。
在一些实施例中,步骤103包括:
所述解调器执行下述过程:
步骤1031,基于所述目标精度参数确定接收端状态转移关系,并对所述接收端状态转移关系进行初始化,得到起始时刻的初始前向度量和结束时刻的初始后向度量。
具体实施时,解调器的超参设置项包括:目标精度参数D,以及目标精度参数D下的接收端trellis结构、脉冲集合和伪符号集合信息。其中,接收端trellis结构包括有效的状态转移对集合T(u(s',s)),状态转移对应的输入多进制码字状态的有效前继集合、后继集合。
解调器的输入包括:接收信号r(t)、先验符号信息P(u(s',s));解调器的输出包括:多进制码字的概率
基于所述目标精度参数确定接收端状态转移关系,并对所述接收端状态转移关系进行初始化,得到起始时刻的初始前向度量和结束时刻的初始后向度量。
步骤1032,基于所述接收端状态转移关系和所述连续相位调制信号进行运算处理得到分支度量。
具体实施时,解调器对所述初始前向度量和所述后向度量进行初始化处理,假设首末状态已知,起始时刻的初始前向度量A0(s0)=0、A0(si)=-∞,结束时刻的初始后向度量Bend(s0)=0、Bend(si)=-∞。
对目标精度参数进行运算处理得到分支度量,
其中,为分支度量,xk,n是接收信号r(t)经过匹配滤波器组中第k个实脉冲的结果,xk,n=∫r(t)gk(t-nT)dt,gk(t)是所选持续时间大于Lcpm-D的第k个LD脉冲。
步骤1033,基于所述初始前向度量和所述分支度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标前向度量。
具体实施时,对输入的前继状态进行遍历处理,基于所述分支度量对所述初始前向度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标前向度量。
其中,An+1(s)为n+1时刻状态为s的目标前向度量。这样,基于上述递推公式可以得到所有时刻的目标前向度量,即初始时刻n=0到结束时刻n=end的目标前向度量。
步骤1034,基于所述初始后向度量和所述分支度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标后向度量。
具体实施时,对输入的后继状态进行遍历处理,基于所述分支度量对所述初始后向度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标后向度量。
其中,Bn(s')为n时刻状态为s'的目标后向度量。这样,基于上述递推公式可以得到所有时刻的目标后向度量,即结束时刻n=end到初始时刻n=0的目标后向度量。
步骤1035,对所述目标前向度量、所述目标后向度量以及所述分支度量进行运算处理,得到所述多进制码字概率。
具体实施时,遍历所有转移符号下的所有可能状态转移的集合,得到多进制码字概率。
其中,T(u(s',s))是转移符号为条件下的所有可能的有效状态转移集合,/>在误码性能可以接受的情况下,可以将log-MAP算法中的max*(·)操作替换为max(·)操作,这样可以大大减少计算复杂度。
通过上述方案,通过递归运算处理得到的多进制码字概率更加准确,并且大大降低了算法的复杂度,减小运算量。
在一些实施例中,在步骤104之前,还包括:
如图2D所示,图2D为本公开实施例的接收端迭代解调解码的流程图。
步骤104A,所述解调器获取解码器先验信息流,并设置初始迭代次数。
具体实施时,解调器的超参设置项包括:目标精度参数D,SCL算法列表长度F。解调器的输入包括:接收信号r(t)、最大迭代次数I和软信息最大值LLRMax;解调器的输出包括:最可能的译码序列
设置初始迭代次数iter=0,解调器输入解码器先验信息流
步骤104B,所述解调器对所述解码器先验信息流进行运算处理得到多进制符号概率,对所述多进制符号概率进行解交织处理以及限幅处理得到目标解码器先验信息流,并将所述目标解码器先验信息流发送至所述解码器。
具体实施时,解调器将输入的解码器先验信息流转化为先验多进制符号信息P(u(s',s))。SISO解调器的输入包括:接收信号r(t)和先验多进制符号信息P(u(s',s));SISO解调器的输出包括:多进制码字的概率/>
SISO解调器将多进制码字的概率转化为二进制的对数似然比/>通过运算处理将接收机输出的软信息/>减去接收机的先验信息/>得到多进制符号概率通过解交织处理将多进制符号概率/>还原顺序。对还原顺序后的多进制符号概率进行限幅处理,对于/>中绝对值大于LLRMax的做限幅处理,得到目标解码器先验信息流/>并将目标解码器先验信息流输入解码器。
步骤104C,所述解码器对所述目标解码器先验信息流进行运算处理得到多进制符号概率,对所述多进制符号概率进行交织处理以及限幅处理得到解码器先验信息流,并将所述解码器先验信息流发送至所述解调器,以供所述解调器对所述解码器先验信息流进行处理,并对所述初始迭代次数进行更新得到目标迭代次数。
具体实施时,解码器的输入包括:目标解码器先验信息流解码器的输出包括:目标信息流/>SISO解码器进行解码时,如果满足CRC校验条件(早停止条件)获得达到最大迭代次数后,即可输出校验通过的码字或者最有可能的码字(对应路径度量最小的译码序列)。
解码器通过运算处理将接收机输出的目标信息流减去目标解码器先验信息流/>得到多进制符号概率/>通过交织处理将多进制符号概率/>打乱顺序。对打乱顺序后的多进制符号概率/>中绝对值大于LLRMax的做限幅处理,得到解码器先验信息流/>并将解码器先验信息流输入解码器,返回步骤104B。
解调器对解码器先验信息流进行处理,并对初始迭代次数进行更新得到目标迭代次数,目标迭代次数iter'=iter+1。
在一些实施例中,步骤104包括:
所述解码器执行下述过程:
如图2E所示,图2E为本公开实施例的解码器的算法流程图。
步骤1041,基于所述串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,并计算所述候选码字序列对应的候选路径的路径度量。
具体实施时,解码器的输入包括解码器先验信息流解码器的输出包括目标信息流/>/>
解码器接收解码器先验信息流,给定列表长度F,对得到的解调软信息进行SCL译码。在SCL译码算法执行的过程中,其可以按照polar码因子图递推计算,
Li,j=f(Li+1,j,Li+1,j+2i)
其中递归初始条件为:n=log2 N,j∈{0,1,2,N-1}。f(x,y)≈sign(x)sign(y)*min(|x|,|y|),g(x,y,u)=(-1)ux+y,/>为Li,j硬判决下的估计码字。SCL算法每次对产生的候选路径计算便其路径度量,保留路径度量最小的时译码因子图上的软信息。假设所记录的最小路径度量对应的软信息矩阵为LSCL
步骤1042,对所述候选码字序列依据所述路径度量由小到大的顺序进行排序处理,对所述候选码字序列依次进行循环冗余检验,并对所述循环冗余检验的校验位进行判断处理,得到校验码判断结果。
具体实施时,通过SCL算法,得到F种候选码字序列以及对应的路径度量。每次路径分裂都对路径度量进行排序,将最小的路径度量对应的软信息记录下来,对候选路径按照路径度量由小到大的顺序排序,得到排序后的码字序列集合进行CRC校验:依次对这些译码序列进行CRC校验。
步骤1043,响应于确定所述校验码判断结果中的校验位均为零,则校验通过,所述解码器输出所述候选码字序列作为接收端的信源信息比特。
具体实施时,当校验码判断结果中的校验位均为零,则判定所选路径为正确的译码路径,将校验位均为零对应的译码路径作为目标译码路径,输出对应的译码比特序列完成译码(早停止)。
步骤1044,响应于确定所述校验码判断结果中的检验位存在至少一位不为零,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行解码处理得到目标信息流,并对当前迭代次数进行判断得到迭代次数判断结果,基于所述迭代次数判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
具体实施时,当校验码判断结果中的检验位存在至少一位不为零,即所有候选码字都校验失败。基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行解码处理得到目标信息流,并对当前迭代次数进行判断得到迭代次数判断结果,基于所述迭代次数判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
如果当前迭代次数等于迭代次数阈值,选择路径度量获取最有可能的候选路径对应的译码序列输出,输出所述接收端的信源信息比特。其中,最有可能的候选路径为路径度量最小的路径。如果当前迭代次数小于迭代次数阈值,输出所述目标信息流。
在一些实施例中,步骤1044包括:
所述解码器执行下述过程:
步骤1044A,响应于确定所述迭代次数判断结果为所述当前迭代次数等于所述迭代次数阈值,输出所述接收端的信源信息比特;其中,所述接收端的信源信息比特是路径度量最小的路径对应的候选码字序列。
具体实施时,如果当前迭代次数等于迭代次数阈值,选择路径度量获取最有可能的候选路径对应的译码序列输出,输出所述接收端的信源信息比特。其中,最有可能的候选路径为路径度量最小的路径。
如果根据路径度量获取最有可能(路径度量最小的)的候选路径对应的译码序列,将其重编码得到重编码码字序列即/>
步骤1044B,响应于确定所述迭代次数判断结果为所述当前迭代次数小于所述迭代次数阈值,输出所述目标信息流。
具体实施时,利用记录的软信息矩阵进行BP解码,将路径度量最小的时译码因子图上的软信息代替BP译码的左向传播结果,即完成BP译码,其可以按照polar码因子图进行递推计算,
其中对初始条件为
取BP译码的最后一层(第n层)软信息序列,逐个对比重编码后的结果,完成软信息反转后得到译码器输出的软信息
其中sign为符号函数,
通过上述方案,通过迭代运算使得译码处理得到的目标信息流更加准确,可以有效降低误码率。当校验码判断结果中的校验位均为零,直接输出校验通过的码字序列,完成译码,通过设置早停止条件,这样,在满足上述条件时完成译码,避免出现运算量大的问题,减少资源浪费。
本发明已经进行了多次实施实验以及模拟仿真,下面具体说明结果情况:
仿真参数如下表2所示:
表2
CPM参数 | 配置 |
调制指数 | 0.5 |
调制阶数 | 2 |
过采样率 | 16 |
波形 | 1RC |
数据速率 | 1kHz |
信道 | AWGN,信噪比为SNR(dB) |
如图2F所示,图2F为本公开实施例的仿真结果的示意图。在加权高斯白噪声信道(Additive white Gaussian noise,简称AWGN)下,当码长为1024,码率为0.5时,SCL算法列表长度为8,CRC长度为16下的仿真结果,可见,所提出的迭代译码方案与没有迭代的方案的CA-SCL算法相比的性能比较,在迭代次数达到6次时所提出的算法可以实现大约1.2dB的性能改进。
通过上述实施例,本发明具有简化的CPM信号接收端,通过控制精度参数,在保证较优的误码性能下,简化接收端的复杂度。在对数域进行MAP算法,在保证误码性能的同时,能够避免数据溢出,保持数值稳定性。polar本身是一种可达香农限的好码,其作为信道编码能够大大增大系统的稳定性。此外通过设计软入软出的polar码解码器,能够最大限度的利用解调器与解码器之间的软信息交换获得更大的性能增益。将CRC校验作为迭代的早停止条件,避免了不必要的迭代造成计算资源的浪费。该系统不仅适用于各类二进制的CPM信号,包括常见的MSK、GMSK,还适用于多进制的CPM信号,并适用于其不同的记忆长度。
需要说明的是,本公开实施例的方法可以由单个设备执行,例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下,由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下,这多台设备中的一台设备可以只执行本公开实施例的方法中的某一个或多个步骤,这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是,上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思,与上述任意实施例方法相对应的,本公开还提供了一种极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统。
参考图3,所述极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统,所述系统包括:解调器和解码器;
所述解调器301,被配置为接收信道通道发来的连续相位调制信号,并确定所述连续相位调制信号的初始精度参数、前向度量和后向度量;其中,所述连续相位调制信号是发送端基于发送端信源信息比特进行编码处理和调制处理得到的;
所述解调器301,被配置为对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数;
所述解调器301,被配置为基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于所述多进制码字概率得到接收端的估计信息流,将所述接收端的估计信息流转换为解码器先验信息流并发送至所述解码器302;
所述解码器302,被配置为基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
在一些实施例中,所述解调器301还被配置为:基于所述初始精度参数进行运算处理得到当前精度参数,并根据所述当前精度参数确定脉冲持续时间大于等于预设的脉冲持续时间阈值的目标脉冲数量;对所述脉冲持续时间大于等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲进行遍历处理,并将所述脉冲持续时间等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲添加至目标脉冲集合;对所述目标脉冲集合中的连续相位调制信号进行运算处理,得到最小修正欧氏距离,并基于所述最小修正欧氏距离确定误码性能估计值;基于所述当前精度参数、所述最小修正欧氏距离和所述误码性能估计值中的至少之一确定目标精度参数。
在一些实施例中,所述解调器301还被配置为:对所述当前精度参数、所述最小修正欧氏距离和所述误码性能估计值中的至少之一进行判断处理;响应于确定所述当前精度参数等于所述连续相位调制信号的记忆长度,将所述当前精度参数作为所述目标精度参数;和/或;响应于确定所述最小修正欧氏距离与预设的最优距离之间满足预设的最低门限条件,将所述当前精度参数作为所述目标精度参数;和/或;响应于确定所述误码性能估计值小于预设的误比特率下限;将所述当前精度参数作为所述目标精度参数。
在一些实施例中,所述解调器301还被配置为:基于所述目标精度参数确定接收端状态转移关系,并对所述接收端状态转移关系进行初始化,得到起始时刻的初始前向度量和结束时刻的初始后向度量;基于所述接收端状态转移关系和所述连续相位调制信号进行运算处理得到分支度量;基于所述初始前向度量和所述分支度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标前向度量;基于所述初始后向度量和所述分支度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标后向度量;对所述目标前向度量、所述目标后向度量以及所述分支度量进行运算处理,得到所述多进制码字概率。
在一些实施例中,所述解调器301还被配置为:获取解码器先验信息流,并设置初始迭代次数;对所述解码器先验信息流进行运算处理得到多进制符号概率,对所述多进制符号概率进行解交织处理以及限幅处理得到目标解码器先验信息流,并将所述目标解码器先验信息流发送至所述解码器。
在一些实施例中,所述解码器302还被配置为:基于所述串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,并计算所述候选码字序列对应的候选路径的路径度量;对所述候选码字序列依据所述路径度量由小到大的顺序进行排序处理,对所述候选码字序列依次进行循环冗余检验,并对所述循环冗余检验的校验位进行判断处理,得到校验码判断结果;响应于确定所述校验码判断结果中的校验位均为零,则校验通过,所述解码器输出所述候选码字序列作为接收端的信源信息比特;响应于确定所述校验码判断结果中的检验位存在至少一位不为零,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行解码处理得到目标信息流,并对当前迭代次数进行判断得到迭代次数判断结果,基于所述迭代次数判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
在一些实施例中,所述解码器302还被配置为:响应于确定所述迭代次数判断结果为所述当前迭代次数等于所述迭代次数阈值,输出所述接收端的信源信息比特;其中,所述接收端的信源信息比特是路径度量最小的路径对应的候选码字序列;响应于确定所述迭代次数判断结果为所述当前迭代次数小于所述迭代次数阈值,输出所述目标信息流。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然,在实施本公开时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法,并且具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
基于同一发明构思,与上述任意实施例方法相对应的,本公开还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法。
图4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技术方案。
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,以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(Universal Serial Bus,通用串行总线)、网线等)实现通信,也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI(Wireless Fidelity,无线网络通信技术)、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。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法,并且具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
基于同一发明构思,与上述任意实施例方法相对应的,本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法。
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。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法,并且具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
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;在本公开的思路下,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公开实施例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,并且为了不会使本公开实施例难以理解,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,以便避免使本公开实施例难以理解,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公开实施例的平台的(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)以描述本公开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公开实施例。因此,这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述,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。
本公开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,凡在本公开实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种极化编码连续相位调制信号的迭代接收方法,其特征在于,所述方法应用于极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统,所述系统包括:解调器和解码器;所述方法包括:
所述解调器接收信道通道发来的连续相位调制信号,并确定所述连续相位调制信号的初始精度参数、前向度量和后向度量;其中,所述连续相位调制信号是发送端基于发送端信源信息比特进行编码处理和调制处理得到的;
所述解调器对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数;
所述解调器基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于所述多进制码字概率得到接收端的估计信息流,将所述接收端的估计信息流转换为解码器先验信息流并发送至所述解码器;
所述解码器基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述解调器对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数,包括:
所述解调器执行下述过程:
基于所述初始精度参数进行运算处理得到当前精度参数,并根据所述当前精度参数确定脉冲持续时间大于等于预设的脉冲持续时间阈值的目标脉冲数量;
对所述脉冲持续时间大于等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲进行遍历处理,并将所述脉冲持续时间等于所述脉冲持续时间阈值的脉冲添加至目标脉冲集合;
对所述目标脉冲集合中的连续相位调制信号进行运算处理,得到最小修正欧氏距离,并基于所述最小修正欧氏距离确定误码性能估计值;
基于所述当前精度参数、所述最小修正欧氏距离和所述误码性能估计值中的至少之一确定目标精度参数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述当前精度参数、所述最小修正欧氏距离和所述误码性能估计值中的至少之一确定目标精度参数,包括:
所述解调器执行下述过程:
对所述当前精度参数、所述最小修正欧氏距离和所述误码性能估计值中的至少之一进行判断处理;
响应于确定所述当前精度参数等于所述连续相位调制信号的记忆长度,将所述当前精度参数作为所述目标精度参数;和/或;
响应于确定所述最小修正欧氏距离与预设的最优距离之间满足预设的最低门限条件,将所述当前精度参数作为所述目标精度参数;和/或;
响应于确定所述误码性能估计值小于预设的误比特率下限;将所述当前精度参数作为所述目标精度参数。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述解调器基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,包括:
所述解调器执行下述过程:
基于所述目标精度参数确定接收端状态转移关系,并对所述接收端状态转移关系进行初始化,得到起始时刻的初始前向度量和结束时刻的初始后向度量;
基于所述接收端状态转移关系和所述连续相位调制信号进行运算处理得到分支度量;
基于所述初始前向度量和所述分支度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标前向度量;
基于所述初始后向度量和所述分支度量进行递归运算处理,得到所有时刻的目标后向度量;
对所述目标前向度量、所述目标后向度量以及所述分支度量进行运算处理,得到所述多进制码字概率。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述解码器基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流之前,还包括:
所述解调器获取解码器先验信息流,并设置初始迭代次数;
所述解调器对所述解码器先验信息流进行运算处理得到多进制符号概率,对所述多进制符号概率进行解交织处理以及限幅处理得到目标解码器先验信息流,并将所述目标解码器先验信息流发送至所述解码器。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述解码器基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流,包括:
所述解码器执行下述过程:
基于所述串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,并计算所述候选码字序列对应的候选路径的路径度量;
对所述候选码字序列依据所述路径度量由小到大的顺序进行排序处理,对所述候选码字序列依次进行循环冗余检验,并对所述循环冗余检验的校验位进行判断处理,得到校验码判断结果;
响应于确定所述校验码判断结果中的校验位均为零,则校验通过,所述解码器输出所述候选码字序列作为接收端的信源信息比特;
响应于确定所述校验码判断结果中的检验位存在至少一位不为零,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行解码处理得到目标信息流,并对当前迭代次数进行判断得到迭代次数判断结果,基于所述迭代次数判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述迭代次数判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流,包括:
所述解码器执行下述过程:
响应于确定所述迭代次数判断结果为所述当前迭代次数等于所述迭代次数阈值,输出所述接收端的信源信息比特;其中,所述接收端的信源信息比特是路径度量最小的路径对应的候选码字序列;
响应于确定所述迭代次数判断结果为所述当前迭代次数小于所述迭代次数阈值,输出所述目标信息流。
8.一种极化编码连续相位调制信号的迭代接收系统,其特征在于,所述系统包括:解调器和解码器;
所述解调器,被配置为接收信道通道发来的连续相位调制信号,并确定所述连续相位调制信号的初始精度参数、前向度量和后向度量;其中,所述连续相位调制信号是发送端基于发送端信源信息比特进行编码处理和调制处理得到的;
所述解调器,被配置为对所述初始精度参数进行运算处理,得到目标精度参数;
所述解调器,被配置为基于所述目标精度参数,对所述前向度量和所述后向度量进行递归运算得到多进制码字概率,基于所述多进制码字概率得到接收端的估计信息流,将所述接收端的估计信息流转换为解码器先验信息流并发送至所述解码器;
所述解码器,被配置为基于串形抵消列表译码算法对所述解码器先验信息流进行译码处理得到候选码字序列,基于置信传播译码算法对所述候选码字序列进行译码处理,并对所述译码处理是否满足预设的终止条件进行判断得到判断结果,根据所述判断结果输出接收端的信源信息比特或者目标信息流。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7任意一项所述的方法。
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