一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统

1.本发明属于纠错编译码技术领域，更具体地，涉及一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统。


背景技术：

2.校验级联极化码是一种极化码和奇偶校验码的级联编码。发送端编码器采用奇偶校验码作为外码，极化码作为内码的级联编码结构。接收端译码器采用基于奇偶校验辅助的连续消除列表译码算法。
3.传统的极化码在干扰信道下的表现较差，目前没有一种针对干扰信道的校验级联极化码的构造方式，同时也缺乏对干扰信道下的极化码子信道干扰程度的分析方法。因此提出一种针对干扰信道的基于重复码的校验级联极化码。


技术实现要素：

4.针对现有技术的改进需求，本发明提供了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统，其目的在于以较低的编译码复杂度提升极化码的抗干扰性能。
5.为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，包括以下步骤：
6.s1，随机生成m帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的m帧接收序列；根据所述m帧接收序列，计算各传输子信道的llr，将|llr|《δ的子信道记为类1子信道，其余子信道记为类3子信道，δ为门限值；
7.s2，记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道所在的层为第1层；根据确定第m层各子信道是否为类1子信道；根据确定第m层各子信道是否为类3子信道；直至确定极化码子信道层中类1和类3子信道后，其余极化码子信道记为类2子信道；
8.其中，代表第m层第k个子信道是类1子信道，代表第m层第k个子信道不是类1子信道；代表第m层第k个子信道是类3子信道，代表第m层第k个子信道不是类3子信道；m∈{2,3,
…
,log2n+1)且n为极化码码长，&代表按位与运算，|代表按位或运算；
9.s3，构造极化码的信息位集合a、冻结位集合ac和校验位集合a
p
；对于a
p
中的每一个校验位，从其前面的所有信息位中选择一个信息位进行校验，选择的原则为：当前校验位分别校验其前面每个信息位时，计算在m帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系；
10.其中，有效校验为：一帧中，校验位为类3子信道，并且被校验的信息位为类1子信
道或者为类2子信道且其前面有信息位为类1子信道；
11.s4，根据各所述校验关系得到极化码输入序列，再对所述极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。
12.进一步地，所述s3中，构造极化码的信息位集合a、冻结位集合ac和校验位集合a
p
，具体为：
13.选择错误概率最小的k个比特作为信息位集合a，再将第一个信息位后的所有非信息位作为校验位集合a
p
，将剩余比特作为冻结位集合ac。
14.进一步地，所述s3中，新增加的有效校验的帧数的计算具体为：
15.记当前第x位比特校验第y位比特在m帧中能有效校验的帧的序号集合为其中x∈a
p
且y∈a，根据之前生成的其他校验位的校验关系，得到其他校验位校验该信息位的有效校验的帧的序号集合为其中p为之前生成的校验关系中校验该信息位的校验位的集合，|p|＝t且p1《p2《
…
《p
t
《x；
16.当前第x位比特校验第y位比特新增加的有效校验帧的序号集合为|i|为新增有效校验的帧数，其中\代表差集，∪代表并集。
17.进一步地，所述s4具体为：
18.记极化码编码前的原始序列为n为极化码码长；
19.校验码编码过程：将ua赋值为信息序列的值，对于中的每一位都按照构造出的校验关系对其前面的信息位进行校验，得到的值；对于中的每一位都设定为接收端知晓的固定值；
20.极化码编码过程：将构造得到的编码映射输入序列根据编码映射gn得到码字
21.调制过程：码字再通过调制，得到最终的发射信号；
22.其中，ua、分别表示校验码编码时u序列中对应信息位、校验位、冻结位的部分。
23.进一步地，所述s4中，调制方式为以下任一种：相位调制、频移键控调制或脉冲幅度调制。
24.为实现上述目的，第二方面，本发明提供了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造系统，包括：
25.传输子信道受干扰程度分析模块，用于随机生成m帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的m帧接收序列；根据所述m帧接收序列，计算各传输子信道的llr，将|llr|《δ的子信道记为类1子信道，其余子信道记为类3子信道，δ为门限值；
26.极化码子信道受干扰程度分析模块，用于记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道所在的层为第1层；根据子信道所在的层为第1层；根据确定
第m层各子信道是否为类1子信道；根据确定第m层各子信道是否为类3子信道；直至确定极化码子信道层中类1和类3子信道后，其余极化码子信道记为类2子信道；
27.其中，代表第m层第k个子信道是类1子信道，代表第m层第k个子信道不是类1子信道；代表第m层第k个子信道是类3子信道，代表第m层第k个子信道不是类3子信道；m∈{2,3,
…
,log2n+1)且n为极化码码长，&代表按位与运算，|代表按位或运算；
28.校验关系构造模块，用于构造极化码的信息位集合a、冻结位集合ac和校验位集合a
p
；对于a
p
中的每一个校验位，从其前面的所有信息位中选择一个信息位进行校验，选择的原则为：当前校验位分别校验其前面每个信息位时，计算在m帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系；
29.其中，有效校验为：一帧中，校验位为类3子信道，并且被校验的信息位为类1子信道或者为类2子信道且其前面有信息位为类1子信道；
30.校验级联极化码编码调制模块，用于根据各所述校验关系得到极化码输入序列，再对所述极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。
31.进一步地，所述校验关系构造模块具体用于：
32.选择错误概率最小的k个比特作为信息位集合a，再将第一个信息位后的所有非信息位作为校验位集合a
p
，将剩余比特作为冻结位集合ac；
33.以及记当前第x位比特校验第y位比特在m帧中能有效校验的帧的序号集合为其中x∈a
p
且y∈a，根据之前生成的其他校验位的校验关系，得到其他校验位校验该信息位的有效校验的帧的序号集合为其中p为之前生成的校验关系中校验该信息位的校验位的集合，|p|＝t且p1《p2《
…
《p
t
《x；
34.当前第x位比特校验第y位比特新增加的有效校验帧的序号集合为|i|为新增有效校验的帧数，其中\代表差集，∪代表并集；
35.选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系。
36.为实现上述目的，第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：处理器；存储器，其存储有计算机可执行程序，所述程序在被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法。
37.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
38.本发明在干扰信道下，对极化码子信道所受干扰程度进行了分析，分为了三类干扰程度，且找到了由传输子信道干扰程度得到极化码子信道干扰程度的递推规律。并依据极化码子信道干扰程度构造校验关系，仅依靠较小复杂度的重复码校验即可较大提升极化码的抗干扰性能。
附图说明
39.图1是码长为8的极化码，由传输子信道干扰程度递推到极化码子信道干扰程度的示意图；
40.图2(a)和图2(b)是两种有效校验的示意图；
41.图3是在既有噪声又有干扰条件下蒙特卡洛仿真出的子信道错误概率图；
42.图4是以第105位校验位为例，其分别校验前面所有信息位时的新增有效校验帧数图；
43.图5是所提出针对干扰的校验级联极化码编码方案与传统极化码性能对比图。
具体实施方式
44.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。
45.在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
46.传统极化码的具体编码方式为，选择错误概率最小的k个比特作为信息位集合a，剩余所有比特作为冻结位集合ac。记编码前的原始序列为将ua赋值为信息序列的值，对于中的每一位都设定为接收端知晓的固定值；将构造得到的编码映射输入序列根据编码映射gn得到码字
47.实施例一
48.本发明提供了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，该方法包括以下步骤：
49.(1)子信道干扰程度分析步骤：随机生成m帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的m帧接收序列，用这些接收序列，计算得到极化码各个子信道在m帧中受干扰的程度；
50.(2)校验码构造步骤：构造出极化码的信息位集合a，冻结位集合ac，校验位集合a
p
。基于前述的子信道受干扰程度分析，构造出校验关系，即a
p
中的每个子信道校验a中的哪些子信道；
51.(3)校验级联极化码编码调制步骤：根据各校验关系得到极化码输入序列，再对极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。
52.具体地，步骤(1)中对极化码子信道的受干扰程度具体分为三类，即类1、类2以及类3。所划分的三类子信道的具体定义为，由于接收序列被干扰，造成极化码译码过程中，部分极化码子信道的对数似然比(logarithm likelihood ratio,llr)满足|llr|《δ，这部分子信道为类1；译码过程中，部分极化码子信道的|llr|≥δ且llr的正负由其之前的译码路径上类1子信道所译码判决的值决定，这部分子信道为类2；部分极化码子信道的|llr|≥δ且llr的正负不依赖于其之前的译码路径上类1子信道所译码判决的值，仅由自身决定，这部分子信道为类3。
53.进一步地，步骤(1)中由被干扰的接收序列，得到极化码各个子信道的受干扰程度，具体为，首先依据接收序列得到各个传输子信道的llr，结合三类受干扰程度的定义，得到传输子信道受干扰程度，记传输子信道中类1子信道集合为α，类3子信道集合为β，由定义，α∪β＝{1,2,
…
,n}。然后借助传输子信道干扰程度到极化码子信道干扰程度的递推规律，得到极化码子信道干扰程度。递推规律具体为，记极化码多层极化结构中各个子信道是否为类1的变量为若代表第m层第k个子信道不是类1子信道，特别地，记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道为第1层，从传输子信道层到极化码子信道层，层数依次增加，极化码子信道为第(log
2 n+1)层；反之若则代表第m层第k个子信道为类1子信道。则对于两层间的一对极化前后的子信道，类1子信道递推规律为：
[0054][0055][0056]
(m∈{2,3,
…
,log
2 n+1)且)
[0057]
记极化码多层极化结构中各个子信道是否为类3的变量为若代表第m层第k个子信道不是类3子信道；反之若则代表第m层第k个子信道为类3子信道。则对于两层间的一对极化前后的子信道，类3子信道递推规律为：
[0058][0059][0060]
(m∈{2,3,
…
,log
2 n+1)且)
[0061]
其中&代表按位与运算，|代表按位或运算。
[0062]
如此得到极化码子信道中的类1子信道和类3子信道后，剩余的极化码子信道为类2子信道，完成极化码子信道的干扰程度分析。
[0063]
下面以码长为8的极化码为例子对上述步骤中的子信道干扰程度分析进行解释说明。
[0064]
假设在某帧中，由被干扰的接收序列，求得传输子信道中的第3个和第6个子信道的llr满足|llr|《δ(本示例中δ取0.05)，其余传输子信道的llr不满足，则依据子信道干扰程度的定义，传输子信道中类1子信道集合α＝{3,6}，类3子信道集合β＝{1,2,4,5,7,8}。对于表示极化码多层极化结构中各个子信道是否为类1的变量为t1，可以得到由两层间的一对极化前后的子信道中类1子信道递推规律可以得到第4层中为1，即极化码子信道中类1子信道集合为{1,2}；对于表示极化码多层极化
结构中各个子信道是否为类3的变量为t3，可以得到，可以得到由两层间的一对极化前后的子信道中类3子信道递推规律可以得到第4层中为1，即极化码子信道中类3子信道集合为{4,7,8}；剩余极化码子信道{3,5,6}为类2子信道。这样完成一帧随机干扰下的极化码子信道干扰程度分析，其示意图如图1所示。
[0065]
具体地，步骤(2)中，第一步具体为，在既有噪声又有干扰的条件下进行蒙特卡洛仿真，选择错误概率最小的k个比特作为信息位集合a，再将作为校验位集合a
p
，将剩余比特作为冻结位集合ac。
[0066]
第二步具体为，对于a
p
中的每一个校验位，其前面的所有a中的信息位均为候选被校验位，且从第一位校验位开始构造校验关系，每个校验位只选择一个候选被校验位进行校验。选择的具体方法为，对于当前校验位分别校验前面每个候选被校验位时的各个校验关系，计算在m帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为该校验位实际构造出的校验关系。新增加的有效校验的帧数的计算具体为，记当前第x位比特校验第y位比特在m帧中能有效校验的帧的序号集合为其中x∈a
p
且y∈a，根据之前生成的其他校验位的校验关系，得到其他校验位校验该候选被校验位的有效校验的帧的序号集合为位的有效校验的帧的序号集合为其中p为之前生成的校验关系中校验该信息位的校验位的集合，|p|＝t且p1《p2《
…
《p
t
《x。那么当前第x位比特校验第y位比特新增加的有效校验帧的序号集合为|i|为新增有效校验的帧数，其中\代表差集，∪代表并集。有效校验具体为，一帧中，校验位为类3，被校验的信息位为以下两种情况时这样的一组校验关系在此帧中被认为是有效校验：1)类1子信道；2)类2子信道并且其前面有类1信息位。
[0067]
以图1相关的帧干扰为例，对上文所提到的有效校验进行举例说明。假设构造出的信息位集合为{2,5,8}，校验位集合为{3,4,6,7}，冻结位集合为{1}。对于第7位比特而言，校验其前面的信息位2为有效校验，符合有效校验中的情况1，即校验位为类3，被校验的信息位为类1；校验其前面的信息位5也是有效校验，符合有效校验中的情况2，即校验位为类3，被校验的信息位为类2，且被校验位前有类1信息位(被校验位5前的信息位2为类1)。有效校验的两种情况示意图如图2(a)和图2(b)所示。
[0068]
对于校验关系的构造，从第一个校验位开始到最后一个校验位，每一个校验位都选择能使新增的有效校验帧数最多的信息位进行校验。
[0069]
具体地，步骤(3)中，完成校验码构造后，将ua赋值为信息序列的值，对于中的每一位都按照构造出的校验关系对其前面的信息位进行校验(如果前面没有信息位则不校验)，得到的值，对于中的每一位都设定为接收端知晓的固定值；将构造得到的编码映射输入序列根据编码映射gn得到码字码字经过调制得到最终的发送信号。其中调制可以采用无记忆调制方式，例如相位调制：bpsk、等；频移键控调制：fsk；脉冲幅度调制：pam。后续的实例中采用的是bpsk调制方式。
[0070]
下面通过一个具体示例，对本发明提出的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法进行解释说明：
[0071]
码长为512，码率为1/4，含有19位crc的极化码，即信息位数为码长为512，码率为1/4，含有19位crc的极化码，即信息位数为bpsk调制。记极化码编码后码字为x，则bpsk调制后的符号为s(x)＝1-2x。经过功率为2σ2的复加性高斯白噪声(additional white gaussian noise,awgn)信道，并且信道中加入随机的马尔科夫链式的干扰，干扰序列可表示为bi＝hib，其中h＝{0,1}，b为一个恒定复数，且干扰的幅度|b|远大于1，此实例设置b＝1000+1000j，j为虚数单位。
[0072]
设置马尔科夫状态链转移概率设置马尔科夫状态链转移概率并且保证一帧中干扰的符号数不超过100个。接收序列可以表示为yi＝hib+(1-hi)(s(xi)+zi)，其中z为噪声序列。
[0073]
因此，由接收序列计算传输子信道llr为：
[0074][0075]
real()为取实部函数。
[0076]
依照上文，首先进行极化码子信道干扰程度分析。根据上文所述的从传输子信道干扰程度到极化码子信道干扰程度的递推规律，得到极化码子信道干扰程度。在随机的25000帧的干扰下，得到各帧极化码子信道干扰程度。以其中一帧为例，该帧信道中被干扰的符号为第119个、第360个以及第361个，经过极化码子信道干扰程度分析后，得到极化码子信道中，第1个、第129个以及第257个子信道为类1，另外有85个子信道为类2，424个子信道为类3。
[0077]
在-3db的信噪比下，信道中加入上述的随机的马尔科夫链式干扰进行1000帧的蒙特卡罗仿真，选取信道错误概率最低的147个比特信道，作为信息位。将第一个信息位之后不是信息位的238个比特作为校验位，将其余127个比特作为冻结位。子信道错误概率如图3所示。
[0078]
从第一个校验位开始，每个校验位将其前面所有的信息位作为候选被校验位，计算分别校验每个候选被校验位的新增有效校验帧的帧数，选取新增有效校验次数最多的候选被校验位作为该校验位实际的被校验位。以此类推，直到最后一个校验位选择了其被校验位，完成校验关系的构造。以第105个校验位，即第260位比特为例，下面选择该校验位校验第249位比特为例对新增有效校验帧数的计算进行举例说明。在当前校验位之前构造的校验位的校验关系中，只有第258位比特校验了第249位比特，并且在11帧中为有效校验，这11帧的集合记为当前校验位校验第249位比特的有效校验的帧的集合记为共62帧，则当前校验位校验第249位比特的新增有效校验的帧的集合为共计51帧，因此新增有效校验的帧数为51。该校验位分别校验前面28个候选被校验位时，新增有效校验帧数如图4所示，因此对于该校验位，选择第21个候选被校验位作为被校验位。
[0079]
依据编码构造进行编码后，将得到的码字通过bpsk调制器进行调制，并将调制得到的信号发送出去，完成采用针对干扰的校验级联极化码的发送端的工作。
[0080]
所提出方案的误帧率与传统极化码的对比如图5所示。由图5可见，所提出方案的性能相对传统极化码性能提升了0.5db～0.75db，并且随着信噪比的提高，性能提升有逐渐增大的趋势。
[0081]
实施例二
[0082]
一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造系统，其特征在于，包括：
[0083]
传输子信道受干扰程度分析模块，用于随机生成m帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的m帧接收序列；根据所述m帧接收序列，计算各传输子信道的llr，将|llr|《δ的子信道记为类1子信道，其余子信道记为类3子信道，δ为门限值；
[0084]
极化码子信道受干扰程度分析模块，用于记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道所在的层为第1层；根据子信道所在的层为第1层；根据确定第m层各子信道是否为类1子信道；根据确定第m层各子信道是否为类3子信道；直至确定极化码子信道层中类1和类3子信道后，其余极化码子信道记为类2子信道；
[0085]
其中，代表第m层第k个子信道是类1子信道，代表第m层第k个子信道不是类1子信道；代表第m层第k个子信道是类3子信道，代表第m层第k个子信道不是类3子信道；m∈{2,3,
…
,log2n+1)且n为极化码码长，&代表按位与运算，|代表按位或运算；
[0086]
校验关系构造模块，用于构造极化码的信息位集合a、冻结位集合ac和校验位集合a
p
；对于a
p
中的每一个校验位，从其前面的所有信息位中选择一个信息位进行校验，选择的原则为：当前校验位分别校验其前面每个信息位时，计算在m帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系；
[0087]
其中，有效校验为：一帧中，校验位为类3子信道，并且被校验的信息位为类1子信道或者为类2子信道且其前面有信息位为类1子信道。
[0088]
校验级联极化码编码调制模块，用于根据各所述校验关系得到极化码输入序列，再对所述极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。
[0089]
相关技术方案同实施例一，在此不再赘述。
[0090]
实施例三
[0091]
一种电子设备，包括：处理器；存储器，其存储有计算机可执行程序，所述程序在被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如实施例一所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法。
[0092]
相关技术方案同实施例一，在此不再赘述。
[0093]
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。

技术特征：
1.一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，随机生成m帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的m帧接收序列；根据所述m帧接收序列，计算各传输子信道的llr，将|llr|<δ的子信道记为类1子信道，其余子信道记为类3子信道，δ为门限值；s2，记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道所在的层为第1层；根据确定第m层各子信道是否为类1子信道；根据确定第m层各子信道是否为类3子信道；直至确定极化码子信道层中类1和类3子信道后，其余极化码子信道记为类2子信道；其中，代表第m层第k个子信道是类1子信道，代表第m层第k个子信道不是类1子信道；代表第m层第k个子信道是类3子信道，代表第m层第k个子信道不是类3子信道；m∈{2,3,
…
,log2n+1)且n为极化码码长，&代表按位与运算，|代表按位或运算；s3，构造极化码的信息位集合a、冻结位集合a
c
和校验位集合a
p
；对于a
p
中的每一个校验位，从其前面的所有信息位中选择一个信息位进行校验，选择的原则为：当前校验位分别校验其前面每个信息位时，计算在m帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系；其中，有效校验为：一帧中，校验位为类3子信道，并且被校验的信息位为类1子信道或者为类2子信道且其前面有信息位为类1子信道；s4，根据各所述校验关系得到极化码输入序列，再对所述极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。2.根据权利要求1所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，所述s3中，构造极化码的信息位集合a、冻结位集合a
c
和校验位集合a
p
，具体为：选择错误概率最小的k个比特作为信息位集合a，再将第一个信息位后的所有非信息位作为校验位集合a
p
，将剩余比特作为冻结位集合a
c
。3.根据权利要求1或2所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，所述s3中，新增加的有效校验的帧数的计算具体为：记当前第x位比特校验第y位比特在m帧中能有效校验的帧的序号集合为其中x∈a
p
且y∈a，根据之前生成的其他校验位的校验关系，得到其他校验位校验该信息位的有效校验的帧的序号集合为其中p为之前生成的校验关系中校验该信息位的校验位的集合，|p|＝t且p1<p2<
…
<p
t
<x；当前第x位比特校验第y位比特新增加的有效校验帧的序号集合为|i|为新增有效校验的帧数，其中\代表差集，∪代表并集。4.根据权利要求1所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，
所述s4具体为：记极化码编码前的原始序列为n为极化码码长；校验码编码过程：将u
a
赋值为信息序列的值，对于中的每一位都按照构造出的校验关系对其前面的信息位进行校验，得到的值；对于中的每一位都设定为接收端知晓的固定值；极化码编码过程：将构造得到的编码映射输入序列根据编码映射g
n
得到码字调制过程：码字再通过调制，得到最终的发射信号；其中，u
a
、u
ap
、分别表示校验码编码时u序列中对应信息位、校验位、冻结位的部分。5.根据权利要求4所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法，其特征在于，所述s4中，调制方式为以下任一种：相位调制、频移键控调制或脉冲幅度调制。6.一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造系统，其特征在于，包括：传输子信道受干扰程度分析模块，用于随机生成m帧干扰信号，加到极化码编码调制后的信号上，得到被干扰的m帧接收序列；根据所述m帧接收序列，计算各传输子信道的llr，将|llr|<δ的子信道记为类1子信道，其余子信道记为类3子信道，δ为门限值；极化码子信道受干扰程度分析模块，用于记极化码的多层迭代译码结构中，传输子信道所在的层为第1层；根据道所在的层为第1层；根据确定第m层各子信道是否为类1子信道；根据确定第m层各子信道是否为类3子信道；直至确定极化码子信道层中类1和类3子信道后，其余极化码子信道记为类2子信道；其中，代表第m层第k个子信道是类1子信道，代表第m层第k个子信道不是类1子信道；代表第m层第k个子信道是类3子信道，代表第m层第k个子信道不是类3子信道；m∈{2,3,
…
,log2n+1)且n为极化码码长，&代表按位与运算，|代表按位或运算；校验关系构造模块，用于构造极化码的信息位集合a、冻结位集合a
c
和校验位集合a
p
；对于a
p
中的每一个校验位，从其前面的所有信息位中选择一个信息位进行校验，选择的原则为：当前校验位分别校验其前面每个信息位时，计算在m帧中新增加的有效校验的帧数，选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系；其中，有效校验为：一帧中，校验位为类3子信道，并且被校验的信息位为类1子信道或者为类2子信道且其前面有信息位为类1子信道；校验级联极化码编码调制模块，用于根据各所述校验关系得到极化码输入序列，再对所述极化码输入序列进行极化码编码，获得校验级联极化码。7.根据权利要求6所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造系统，其特征在于，
所述校验关系构造模块具体用于：选择错误概率最小的k个比特作为信息位集合a，再将第一个信息位后的所有非信息位作为校验位集合a
p
，将剩余比特作为冻结位集合a
c
；以及记当前第x位比特校验第y位比特在m帧中能有效校验的帧的序号集合为其中x∈a
p
且y∈a，根据之前生成的其他校验位的校验关系，得到其他校验位校验该信息位的有效校验的帧的序号集合为其中p为之前生成的校验关系中校验该信息位的校验位的集合，|p|＝t且p1<p2<
…
<p
t
<x；当前第x位比特校验第y位比特新增加的有效校验帧的序号集合为|i|为新增有效校验的帧数，其中\代表差集，∪代表并集；选择新增加的有效校验帧数最多的校验关系作为当前校验位实际构造出的校验关系。8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；存储器，其存储有计算机可执行程序，所述程序在被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法。

技术总结
本发明公开了一种适用于干扰信道下的校验级联极化码构造方法及系统，属于纠错编译码技术领域。本发明首先根据被干扰的接收序列，对极化码子信道所受干扰程度进行了分析，分为了三类干扰程度，且找到了由传输子信道干扰程度得到极化码子信道干扰程度的递推规律；然后，基于极化码子信道受干扰程度分析，构造出校验关系；最终，根据校验关系构造针对干扰的校验级联极化码。如此，本发明针对干扰信道在发送端对极化码的编码方式进行了改进，即基于子信道干扰程度，构造针对干扰的校验级联极化码，从而提升极化码的抗干扰能力。实验证明，本发明性能相对传统极化码性能在干扰信道下提升了0.5dB～0.75dB，并且随着信噪比的增大，提升会更加显著。升会更加显著。升会更加显著。


技术研发人员：屈代明 何躍
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/7/22