中继传输系统中的分布式Turbo编码方法

摘要

本发明公开了一种中继传输系统中的新的分布式Turbo编码方法，主要解决中继过程中因为中继节点的译码错误而造成的系统性能明显下降的问题。该方法包括：1）源节点将信息编码成串行级联卷积码形式；2）源节点对码字进行删除操作后广播；3）中继节点根据接收到的信息计算对数似然比；4）中继节点根据对数似然比和门限计算信息估计值；5）中继节点向目的节点发送估计的信息；6）目标节点根据接收到的广播信息和中继节点的信息进行译码，得到译码估计值；7）对估计值进行CRC校验，完成一帧传输。本发明获得了更好的分集增益和编码增益，显著的降低了系统误码率，可用于准静态条件下的两跳中继系统。

主权项

一种中继传输系统中的分布式Turbo编码方法，包括如下步骤： 1)源节点采用码率为1/4的串行级联卷积码SCCC对一帧信息b＝[b₁,b₂,…,b_N]进行编码，得到码字x＝[u₁,w₁,u₂,w₂,u_j，w_j，…,u_2N,w_2N]： 1a)编码器E₁对帧信息b＝[b₁,b₂,b_i…,b_N]进行编码，得到b的校验序列p＝[p₁,p₂,…,p_N]，将帧信息b和b的校验序列p进行合并，得到联合序列c＝[b₁,p₁,b₂,p₂,b_i，p_i…,b_N,p_N]，对联合序列c进行交织得到编码器E₁的输出序列：u＝[u₁,u₂,…,u_2N]； 1b)将编码器E₁的输出序列u做为编码器E₂的输入，由编码器E₂对编码器E₁的输出序列u进行编码，得到最终校验序列w＝[w₁,w₂,w_j…,w_2N]，合并编码器E₁的输出序列u和最终校验序列w，得到码率1/4的码字x＝[u₁,w₁,u₂,w₂,u_j，w_j，…,u_2N,w_2N]， 其中b_i表示一帧信息b中的每个比特位，u_j为b与其校验序列的交织结果的每个比特位，w_j为u_j的校验比特位，j＝1,2,…,2N,i＝1,2,…,N，N为一帧信息包含的比特位个数；p_i为b_i的校验比特位，i＝1,2,…,N，E₁和E₂表示两个相同的码率为1/2的递归系统卷积码的编码器； 2)源节点将码字x中的序列u₁＝[u₂,u₄,…,u_2N]删除，得到码率为1/3的信息x_s＝[u₁,w₁,w₂,…,u_2N‑1,w_2N‑1,w_2N]，并由源节点将其进行广播； 3)中继节点接收源节点的广播信息，并利用接收的信息y_sr计算序列u₁的对数似然比L(u_k): 式中，u_k表示序列u₁中的每个比特位，P(u_k＝1|y_sr,h_sr)是指在已知y_sr和h_sr时校验比特位u_k＝1的后验概率，P(u_k＝‑1|y_sr,h_sr)是指在已知y_sr和h_sr时校验比特位u_k＝‑1的后验概率，h_sr是源节点到中继节点间信道的衰落系数，h_sr服从均值为0、方差为1的复高斯分布，k＝2,4,…,2N； 4)根据对数似然比L(u_k)和设定门限T，得到u₁的估计序列：其中，式中，表示u_k的估计值，L(u_k)表示u_k的似然比LLR，sgn(·)表示求符号函数，|·|表示求绝对值操作，T为使系统中断概率最小时的取值，通过搜索算法得到；5)中继节点将估计序列发送至目的节点；6)目的节点接收源节点的广播信息和中继节点发送到的估计序列，分别记为y_sd和y_rd，并将上述信息合并组成完整的码字序列，对其进行迭代译码得到译码信息7)对译码信息进行循环冗余CRC校验，如果校验正确，则一帧的传输结束，否则，返回步骤2)。