[发明专利]以二元BCH码为成份码的分组马尔可夫叠加编码方法及其译码方法

摘要

本发明属于数字通信和数字存储领域，公开了一种以二元BCH码作为分组马尔可夫叠加编码方法的成分码的编码方法及其译码方法，包括将码长为n，信息位长度为k的以及纠错能力为t_min的二元BCH码为成份码将长度K＝kBL的二元信息序列u编码为长度N＝nB(L+m)的码字c。本发明还提出了适用于以二元BCH码为成份码的分组马尔可夫叠加编码方法的软迭代译码方法包括按照树结构生成翻转图样，使用潜在合法错误图样的不可靠度下界判断是否终止测试过程和计算软信息输出等。本发明提出的分组马尔可夫叠加编码方法及其译码方法，能以编码记忆长度m取值{1,2,3}，在低达10^‑10至10^‑15数量级的误比特率性能处提供高于10dB的净编码增益，可以应用于光纤通信等具有低误比特率要求的通信系统中。

主权项

1.一种以二元BCH码为成份码的分组马尔可夫叠加译码方法，其特征是：所述译码方法适用于以下编码方法：以码长为n，信息位长度为k以及纠错能力为t_min的二元BCH码为成份码，用于将长度K＝kBL的二元信息序列u编码为长度N＝nB(L+m)的码字c，其编码方法包括以下步骤：(1.1)将长度K＝kBL的信息序列u划分为L个等长分组u＝(u⁽⁰⁾,u⁽¹⁾,…u^(L‑1))，每个分组长度为kB；对于t＝‑1,‑2,…,‑(m‑1),‑m，把长度为nB的序列v^(t)初始化；其中，m为编码记忆长度，为大于等于1的正整数；B为正整数；(1.2)在t＝0,1,…,L‑1时刻，将长度为kB的序列分成B组进行[n,k]二元BCH码编码，得到长度为nB的编码序列并结合v^(t‑1),v^(t‑2),…v^(t‑m)计算码字c的第t个子序列c^(t)；所述的v^(t)结合v^(t‑1),v^(t‑2),…,v^(t‑m)计算码字c的第t(t≥0)个子序列c^(t)按如下步骤进行：首先，对于1≤i≤m，将序列v^(t‑i)送入交织器Π_i，得到交织后长度为nB的序列w⁽ⁱ⁾；然后，将v^(t)和w⁽¹⁾,w⁽²⁾,…,w^(m)送入逐符号混叠器S，得到长度为nB的序列c^(t)；所述译码方法由翻转图样优先队列硬判决译码器和合法错误图样集合ε组成，包括以下步骤：(2.1)配置最大测试次数T，T为正整数；(2.2)输入软信息；由输入的软信息得到硬判决序列z，以及不可靠度序列λ；所述输入的软信息是BCH码字各个比特的对数似然比其中P_a(c_j＝0)和P_a(c_j＝1)分别表示码字比特为0和1的先验概率；所述硬判决序列z＝(z₀,z₁,…,z_n‑1)中的各个分量按以下方法计算，不可靠度序列λ＝(λ₀,λ₁,…,λ_n‑1)中的各个分量按照计算；(2.3)初始化：令测试计数τ＝0；对λ排序得到升序序列并计算中各个分量在λ中相对应的位置索引序列a；将z作为合法错误图样计算不可靠度作为当前遇到的最小不可靠度λ^*，并将z放入ε中；将初始化为空队列并将全零图样放入中；所述位置索引序列a＝(a₀,a₁,…,a_n‑1)满足所述合法错误图样的不可靠度的计算方法如下：给定错误图样e＝(e₀,e₁,…,e_n‑1)，其不可靠度等于(2.4)进行以下迭代，直到τ≥T，或者为空，又或者的首部元素对应的下界不小于λ^*：在中，调用硬判决译码器根据队首提供的翻转图样实施测试译码，并且τ加1，若译码成功则将得到的合法错误图样放入ε中，并且计算不可靠度，若该不可靠度小于λ^*，则将其赋给λ^*；将队首赋给翻转图样f＝(f₀,f₁,…,f_n‑1)并出队，根据f基于树结构产生新的翻转图样，对于得到的每一个翻转图样计算相对应的潜在合法错误图样的不可靠度下界，优先队列按照该下界作为大小关系并将下界最小的翻转图样放置于队首；(2.5)最后根据得到的ε计算输出软信息并输出；所述输出软信息按以下方法计算：(2.5.1)由合法错误图样集合ε，按照以下方法计算码字集合(2.5.2)输出软信息按以下方法计算：如果如果则其中，和