法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-08-23
实质审查的生效 IPC(主分类):H04L 1/00 专利申请号:2022105207012 申请日:20220512
实质审查的生效
2022-08-05
公开
发明专利申请公布
技术领域
本发明属于纠错编译码技术领域，更具体地，涉及一种适用于CPM调制的极化码编码调制方法及译码方法。
背景技术
连续相位调制CPM(Continue Phase Modulation)是一种恒包络调制方案，峰均功率比为1，适合作为大功率功放的发送信号。此外，CPM发送信号的相位连续，因此占据带宽较窄，具有较高的频带利用率。
极化码在无记忆信道和栅格信道上可实现信道容量极化，达到香农极限。而CPM调制与无记忆噪声所构成的编码信道即属于栅格信道，因此将CPM与极化码结合，可以达到香农极限。不过按传统的极化核进行构造和编码，各信道的信道容量极化速率并不能达到无记忆信道上的I
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于CPM调制的极化码编码调制方法及译码方法，其目的在于提高应用于CPM的极化码极化速率。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适用于CPM调制的极化码编码调制方法，包括：
S1.编码映射构造：每一层信道合并中，对输入符号的部分对进行翻转，其余对按极化核进行变换，再进行置换变换，作为下一层两个信道合并的输入，以生成编码映射
S2.编码：选择信道容量较高的K个子信道用于传输信息符号，并将这些子信道对应的
S3.CPM调制：将编码得到的码字
进一步地，步骤S1中对输入符号的部分对进行翻转具体为，采用翻转矩阵
进一步地，对输入符号的最后一对进行翻转。
进一步地，对于二进制，调制指数为
进一步地，在信息序列存在CRC校验的情况下，所选择的K个子信道中包含K
进一步地，步骤S2具体为，将编码映射
本发明还提供了一种基于上述一种适用于CPM调制的极化码编码调制方法的译码方法，包括：对每一层的每一对符号，根据其对应的变换核计算转移概率，编码极化对根据极化核矩阵计算转移概率，调制极化对根据翻转矩阵计算转移概率；其中，编码极化对是指按极化核进行变换的符号对；调制极化对是指进行翻转的符号对。
进一步地，接收端在译码过程中，每一层的每一对符号的转移概率的计算公式是：
其中
式中F
依据上述转移概率迭代计算公式进行逐层迭代，以完成译码，最终得到信息序列的判决结果。
本发明还提供了一种发射机，包括计算机可读存储介质和处理器；计算机可读存储介质用于存储可执行指令；处理器用于读取计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行上述编码调制方法。
本发明还提供了一种接收机，包括计算机可读存储介质和处理器；计算机可读存储介质用于存储可执行指令；处理器用于读取计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行上述译码方法。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。
本发明的编码调制方法通过在编码映射构造过程中，引入调制极化对，也即对部分符号对进行翻转操作，可以利用CPM调制栅格固有的极化性质，改善CPM调制情况下的信道极化，从而提升通信可靠性。实验证明，选择输入符号的最后一对作为调制极化对，可以达到良好的效果，因此将其作为调制极化对的推荐位置。
附图说明
图1是第m层(m∈{1,…,log
图2是调制极化对取推荐位置时，编码映射的构造图；
图3是二进制输入下所提出极化码编码调制方案在推荐情形下的编码映射构造图；
图4是实施例中第7层到第8层的编码映射构造图；
图5是MSK的状态转移栅格图；
图6是所提出极化码编码调制方案与传统极化码性能对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供的一种适用于CPM调制的极化码编码调制方法，包括以下步骤：
(1)编码映射构造步骤：每一层信道合并中，对输入符号的部分对进行翻转，这些符号对称为调制极化对，其余对按极化核进行变换，这些符号对称为编码极化对，再进行置换变换，作为下一层两个信道合并的输入，以生成编码映射
(2)编码步骤：将由以上方式得到的编码映射
(3)CPM调制步骤：将编码得到的码字
第m层(m∈{1,…,log
其中
而序列
调制极化对的推荐位置则为最后一对，即
对于二进制，调制指数为
对于按上述步骤构造和编码的极化码，接收端的译码方式是，对每一层的每一对符号，根据其对应的变换核计算转移概率，也就是编码极化对根据极化核矩阵计算转移概率，而调制极化对则根据翻转矩阵计算转移概率，即
其中
因此，当
依据上述转移概率迭代计算公式进行逐层迭代，以完成译码，最终得到信息序列的判决结果。
在对于信息序列存在CRC校验的情况下，选择信道容量较高的K个子信道用以承载信息符号，将其输入赋值为该帧承载的K个信息符号，其中包含K
实施例子(具体)：
码长为256，码率为1/4，含有19位CRC的极化码，即信息位数为
依照上文，按图3的结构，图3中R
如果将i,j表示为二进制，则表达更为简洁易懂，即
则
如第7层到第8层的迭代中，有图4所示结构，图4中R
如果将i,j表示为二进制，则表达更为简洁易懂，即
则
选取信道容量最高的83个比特信道，作为信息位，赋值为信息序列的取值，再根据该结构进行编码。之后，将得到的极化码码字通过二进制，调制指数为1/2，脉冲长度为1的CPM调制器，即MSK调制器，进行调制，并将调制得到的信号发送出去。
MSK的信号满足如下形式：
其中
因此
以各码元周期起始点相位为状态，各码元周期内相位对时间的函数为轨迹，则可作MSK的状态转移栅格如图5所示：
在接收端，先按照该参数极化码的栅格，计算信道层的转移概率，即
其中s,r为栅格中的状态，y
按照对编码极化对根据极化核矩阵计算转移概率，而调制极化对则根据翻转矩阵计算转移概率的方式，对转移概率进行迭代，即
其中
当
当
以完成极化码的译码。
所提出方案的误帧率与MSK调制下的传统极化码的对比如图6所示。由图6可见，所提出方案的性能相对MSK调制下的传统极化码性能提升了0.75dB～1.25dB，即显著超越了传统极化码在有记忆信道上的性能。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
机译： N维格码调制方法，信号编码方法，n维格码调制器，信号编码装置，信号传输装置，信号处理方法和信号传输方法
机译： 基于表查找方法的CPM调制数字化实现方法及数字CPM调制模块
机译： 基于表查找方法的CPM调制数字化实现方法及数字CPM调制模块
