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一般线性分组码的软判决译码算法研究

一般线性分组码的软判决译码算法研究

作者：封琴琴西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着5G商用时代的到来,5G移动通信技术以其高数据速率、低传输时延、高可靠性等特点为用户解锁了自动驾驶、智慧城市等新的智能化业务场景。超可靠低时延通信(u RLLC)作为5G技术的一大重要应用场景,要求信道编码技术在此场景下同时满足... 详细信息

随着5G商用时代的到来,5G移动通信技术以其高数据速率、低传输时延、高可靠性等特点为用户解锁了自动驾驶、智慧城市等新的智能化业务场景。超可靠低时延通信(u RLLC)作为5G技术的一大重要应用场景,要求信道编码技术在此场景下同时满足超低时延和超高可靠性这两个相互矛盾的需求。研究表明,一般降低时延的方法是在传输过程中使用中短码,中短码长的BCH码和CRC-Polar码具有优异的BLER性能,非常接近NA界,但是目前针对这些码的译码算法无法达到u RLLC场景对时延和可靠性的超高要求。因此,一般线性分组码特别是中短码的软判决译码算法受到了广泛关注,研究重点是探究如何在译码过程中更好地获得译码性能和复杂度之间的平衡。基于上述背景,本文主要对一般线性分组码的软判决译码算法进行了深入研究。以线性分组码为基础,结合软判决译码和最大似然译码的原理,研究了多种软判决译码算法,如广义最小距离译码(GMD)算法、Chase算法、顺序统计量译码(OSD)算法、盒匹配算法(BMA)、迭代信息集减少译码(IISR)算法、分割-舍弃OSD(SDDOSD)算法、基于概率的OSD(PB-OSD)算法、Greenberger算法和Stack算法,其中重点研究了OSD算法及其多种改进算法。对上述译码算法原理进行系统研究后,给出对应算法的性能仿真结果,并对不同算法的性能和复杂度进行分析。最后在以上工作的基础上,对现有译码算法进行改进。本文提出针对线性分组码的OSD-Greenberger级联译码算法。传统的OSD算法选取k个最可靠位置作为最可靠基(MRB),而本文提出的改进译码算法使用(k+m)个最可靠位置作为扩展MRB。通过将校验矩阵转化为合适的形式,改进OSD算法可以将原始码的译码转化为一个高码率码字的译码,然后使用Greenberger算法进行译码。通过对(128,64,22)e BCH码进行仿真,结果表明:OSD-Greenberger译码算法的译码性能与NA界相差在0.1dB以内,但是当迭代次数较多时,平均需要处理的候选码字个数过多,导致译码复杂度较高。为了进一步减少译码时平均需要处理的候选码字数目,本文又提出了基于门限的OSD-Greenberger译码算法,引入一个门限条件,当译出的候选码字满足该门限条件时提前终止译码算法。仿真结果表明,基于门限的OSD-Greenberger算法在几乎不损失译码性能的情况下,大大减少了候选码字的数目,从而译码复杂度得到降低。

关键词：高可靠低时延线性分组码软判决译码短码顺序统计量译码

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嵌入法构造线性分组码咬尾网格

电子学报 2009年第8期37卷 1751-1756页

作者：周建钦王喜凤谢振飞上官成杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 安徽工业大学计算机学院安徽马鞍山243002 滁州学院计算机科学与技术系安徽滁州239000

给出一种新的咬尾网格构造方法——嵌入法.该方法把一个线性分组码的咬尾网格嵌入到另一个线性分组码的传统网格中,从而很多咬尾网格问题可以转化为传统网格问题.证明每个咬尾网格都可以通过反复使用嵌入法从传统BCJR网格得到.最后讨论... 详细信息

给出一种新的咬尾网格构造方法——嵌入法.该方法把一个线性分组码的咬尾网格嵌入到另一个线性分组码的传统网格中,从而很多咬尾网格问题可以转化为传统网格问题.证明每个咬尾网格都可以通过反复使用嵌入法从传统BCJR网格得到.最后讨论在网格中含有1个峰值情形时,采用嵌入法如何将峰值减半.

关键词：线性分组码传统网格咬尾网格嵌入法构造

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基于线性分组码标准阵列的数据分组隐藏方法

通信学报 2009年第3期30卷 93-98页

作者：高宝建王薇汪俊西北大学信息科学与技术学院陕西西安710069

提出一种新的数据分组隐藏方法。该方法利用线性分组码(n,k,d)陪集首和伴随式的关系将(n?k)bit数据嵌入到nbit宿主信息中,以该码的一致校验矩阵H作为数据嵌入和提取的密钥,通过计算伴随式实现机密信息的盲提取。分析结果表明利用任何(n,... 详细信息

提出一种新的数据分组隐藏方法。该方法利用线性分组码(n,k,d)陪集首和伴随式的关系将(n?k)bit数据嵌入到nbit宿主信息中,以该码的一致校验矩阵H作为数据嵌入和提取的密钥,通过计算伴随式实现机密信息的盲提取。分析结果表明利用任何(n,k,d)线性分组码均可构成相应的数据分组隐藏方案,其中基于最佳线性分组码的分组数据隐藏方法的性能最好,且优于逐位数据嵌入的传统方法。

关键词：信息隐藏隐写术线性分组码标准阵列

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基于矩阵分析的线性分组码盲识别

系统工程与电子技术 2017年第2期39卷 404-409页

作者：刘杰张立民占超海军航空工程学院信息融合研究所中国人民解放军92515部队

针对现有的矩阵分析法对线性分组码进行盲识别时,容错性能较差的问题,提出了一种改进的方法。首先利用截获的码字数据建立分析矩阵并进行高斯消元,然后计算各列列重的归一化值,按照判决门限找出分析矩阵中的线性相关列,并以此建立统计量... 详细信息

针对现有的矩阵分析法对线性分组码进行盲识别时,容错性能较差的问题,提出了一种改进的方法。首先利用截获的码字数据建立分析矩阵并进行高斯消元,然后计算各列列重的归一化值,按照判决门限找出分析矩阵中的线性相关列,并以此建立统计量,最后通过统计量极大值的分布规律完成码长的识别。识别出码长后,通过移位处理及随机交换分析矩阵的行进行多次平均,实现高误码率下码字起点的识别。仿真结果表明,该方法与传统矩阵分析法相比,计算量基本相当,但容错性能有很大提升,能在较高误码率下有效实现线性分组码的盲识别。

关键词：线性分组码矩阵分析法高斯消元统计判决

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基于高斯列消元法的线性分组码参数盲识别

系统工程与电子技术 2013年第7期35卷 1514-1519页

作者：张天骐易琛张刚何丹娜重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室重庆400065

针对线性分组码参数盲识别容错性能较差,以及在低误比特率且同步情况下利用分析矩阵秩亏法识别存在码长不足的问题,提出了一种基于二元高斯列消元法的分组码参数盲识别方法。首先将截获到的数据横向放入到分析矩阵,然后对分析矩阵的列... 详细信息

针对线性分组码参数盲识别容错性能较差,以及在低误比特率且同步情况下利用分析矩阵秩亏法识别存在码长不足的问题,提出了一种基于二元高斯列消元法的分组码参数盲识别方法。首先将截获到的数据横向放入到分析矩阵,然后对分析矩阵的列进行二元域高斯消元,并计算每列所含"1"的比率值,再对所有比率值求均值和方差,在低误比特率且同步的情况下利用均值差值可确定码长,而在误比特率较高且不同步的情况下,则需利用方差差值来确定码长。理论分析和仿真表明:该方法与以往的矩阵模型识别方法相比,容错性能较好、计算量较低,且适用于各种码率的线性分组码的码长和同步识别。

关键词：线性分组码码长识别同步识别二元高斯列消元法

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基于关联规则的二进制线性分组码盲识别

系统工程与电子技术 2014年第5期36卷 979-984页

作者：张旻李歆昊中国人民解放军电子工程学院安徽合肥230037 安徽省电子制约技术重点实验室安徽合肥230037

提出了一种基于关联规则的信道编码识别方法,解决了线性分组码的盲识别问题。在分析线性分组码中的信息位和监督位之间存在一一对应关系这一特性的基础上,利用关联规则寻找出隐藏在二进制序列中的对应关系,实现了分组码的盲识别。首先... 详细信息

提出了一种基于关联规则的信道编码识别方法,解决了线性分组码的盲识别问题。在分析线性分组码中的信息位和监督位之间存在一一对应关系这一特性的基础上,利用关联规则寻找出隐藏在二进制序列中的对应关系,实现了分组码的盲识别。首先将按照一定规则排列的序列进行二分段划分,并依此构建相关事务项集,然后计算二分段项集中每项事务的支持度和置信度,在满足支持度条件下,通过遍历的方式寻找最大置信度和最少映射关系种类,达到正确识别编码的目的。由于采用了二分段划分的方法,因此极大地降低了关联规则搜索的复杂度,而且所提算法与现有识别方法相比对误码率要求不高。仿真实验验证了算法具有较高的鲁棒性和识别正确率,表明该算法具有一定的工程应用价值。

关键词：关联规则线性分组码信息位校验位

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基于频谱累积量的线性分组码检测识别方法

系统工程与电子技术 2013年第12期35卷 2595-2599页

作者：王丰华解辉黄知涛刘晓光国防科学技术大学电子科学与工程学院中国人民解放军63893部队

针对非合作信号处理中的线性分组码盲识别问题,提出了一种基于有限域傅里叶变换(Galois field Fourier transform,GFFT)的检测识别方法。该方法对接收码序列按不同长度进行分段,对分段码字进行有限域上的傅里叶变换并计算其频谱的累积... 详细信息

针对非合作信号处理中的线性分组码盲识别问题,提出了一种基于有限域傅里叶变换(Galois field Fourier transform,GFFT)的检测识别方法。该方法对接收码序列按不同长度进行分段,对分段码字进行有限域上的傅里叶变换并计算其频谱的累积量。通过频谱累积量的不同分布情况,可以估计出正确的分组码长度。同时从频谱累积量中找出码字生成多项式的根,进而得到码字的生成多项式。仿真实验验证了算法的有效性,并对算法的误码适应能力和计算复杂度进行了仿真分析,最后给出了在不同误码环境下最优的频谱累积次数。

关键词：信息截获盲识别线性分组码有限域傅里叶变换频谱累积量

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两类新的线性分组码的译码

电子学报 1996年第10期24卷 94-99页

作者：马建峰王育民西安电子科技大学计算机系西安电子科技大学信息工程系

本文推广了Ｐｌｅｓｓ由四元（６，３，４）线性分组码构造（２４，１２，８）Ｇｏｌａｙ码和由三元（４，２，３）线性分组码构造三元（１２，６，６）Ｇｏｌａｙ码的投影方法，给出了由四元（ｎ，ｋ，ｄ）线性分组码构造的二元（４ｎ... 详细信息

本文推广了Ｐｌｅｓｓ由四元（６，３，４）线性分组码构造（２４，１２，８）Ｇｏｌａｙ码和由三元（４，２，３）线性分组码构造三元（１２，６，６）Ｇｏｌａｙ码的投影方法，给出了由四元（ｎ，ｋ，ｄ）线性分组码构造的二元（４ｎ，ｎ＋２ｋ，≥ｍｉｎ（８，ｎ，２ｄ））线性分组码和由三元（ｎ，ｋ，ｄ）小线性分组码构造的三元（３ｎ，ｎ＋ｋ，≥ｍｉｎ（ｎ，２ｄ，６））线性分组码，并根据所得码的结构给出了有效的最大似然译码算法。

关键词： Pless结构 Gloay码最大似然译码线性分组码

基于Walsh-Hadamard变换的线性分组码参数盲估计算法

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电子与信息学报 2012年第7期34卷 1642-1646页

作者：杨晓炜甘露电子科技大学信息工程系成都611731 通信系统信息控制技术国家级重点实验室嘉兴314003

该文提出了一种容误码的线性分组码的参数盲估计算法。该方法首先基于线性分组码对偶码字的统计特性和Walsh-Hadamard变换解线性方程组的容错特性来实现对偶码字的判决,同时采用"3倍标准差"准则并根据理论分析给出了一个有效的判决门限... 详细信息

该文提出了一种容误码的线性分组码的参数盲估计算法。该方法首先基于线性分组码对偶码字的统计特性和Walsh-Hadamard变换解线性方程组的容错特性来实现对偶码字的判决,同时采用"3倍标准差"准则并根据理论分析给出了一个有效的判决门限。接着通过判断对偶空间归一化维数的最大值来实现码长和码组同步时刻的估计。最后利用对偶码字构造出相应的校验矩阵,实现了在较高误码率情况下对线性分组码参数的盲估计。计算机仿真结果表明,在比特误码率为0.03的情况下,该文所提算法仍能得到很好的估计效果。

关键词：非合作通信线性分组码盲估计对偶空间 Walsh-Hadamard变换