用于特别地针对帧的报头生成信道码的方法和系统的制作方法_2

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化的码,假定无用解 码的成本是边际的。
[0036] 参考图3,值得注意的是,通过去除对于网关1选择模式J<i的灵活性并由此在 网关1处施加=i,ACMI检测器31的仅有功能是激活或冻结随后的解码器32。ACMI检 测器31的错误将仅引起无用解码事件。对于具有良好链路质量的用户而言,在这种情况下 的无用解码的数目也可以显著地减少。
[0037] 在本发明的第一示例中,描述了用于生成使上述检错概率&最小化的信道码的方 法,此时与为^值的DER("检错率")相关联,并且与可变长度码字相关联。
[0038] 根据以下算法使用可变长度来生成码字的集合,其在图4中示出: 1. 固定M个有序的集合,其与期望模式阈值和期望DER^相对应; 2. 设定总距离4 = 0 ; 3. 针对所有i,从M至2递减; 4. 计算所要求的递增距离,以实现目标下所期望的DER^
最小距离或4取决于信噪比SNR并且取决于具有^值的检错率。此外,最小距离 4针对每个所生成的码的子集增加,并且针对每个用户类型i进行计算; 5. 如果4 = 0,则从步骤3开始重复; 6. 否则,生成码,该码具有最小化的长度巧的码字、i个码字和最小距离办 7?设定总距离冬=冬+之; 8. 从步骤3开始重复; 9. 通过将来自每个组成码的码字串接而最后获得可变长度码字的集合(参见图4 )。然 后通过将从M开始下至i的组成码的码字串接来获得模式i的码字,并且其具有如下的总 长度仏
参考图4,至少将组成码的码字封装到信道码的码字中,并且至少信道码的码字具有大 于此类信道码的其余码字的长度。此外,在具有最大长度的第一组成码的码字的子集上与 第二组成码的码字执行串接。
[0039] 在公式(1)中,其由以下函数定义:
其中,Q是Q函数,即随机变量标准的补充累积分布函数。
[0040] 公式(3)提供了用于具有#码字的信道码的所要求的最小距离其在信噪比 SNR下实现检错率r通过使用上界来获得该公式(3):
这对于小的M和几乎完美的码而言是相当精确的。
[0041] 为了可以实现下界,使用例如汉明界
其中,t是从最小距离解码出发肯定正确的错误矢量的最大权值,用以获得先前算法的 步骤6中所要求的最小距离tdP具有M个码字的码的最小长度n。
[0042] 参考图5,示出了用于具有32个模式的系统的使用先前算法的信道码生成的结 果,信噪比5M?以ldB的步长从+15至-16dB范围内,针对目标DER10_6。
[0043] 图5的表格的列从左向右指示码字的数目/ (其也是用户类型的索引)、对应信噪 比具有索引i的报头的码字的递增长度&、索引i的报头的码字的位数先.、索引i的 报头的码字的递增最小距离4、总最小距离4 (即在索引i的先前4的总和)、报头的总码 字长度% (即在索引i的先前巧的总和)、以及最后一列中的指示解码复杂度的I* 。
[0044] 要注意的是,在这种情况下,最大码字长度况是464个符号(用附图标记51来指 示),并且假设所有模式具有相同的概率,平均报头长度仅为119个符号(用附图标 记52来指示)。
[0045] 汉明界是对于码字数目的上界,并且存在很少码实现它。
[0046] 参考图6,报告了在现有技术中记录的使用最佳组成线性码的信道码生成的结果, 摘自 2007 年出版的M.Grassl的《Boundsontheminimumdistanceoflinearcodes andquantumcodes》中所获取的表格,其可通过http://www.codetables,de在线获得。
[0047] 在现有技术中记录的这些组成线性码具有附加限制:具有的码字的数目是2的 幂,即/,其中,左是信息位的数目。这些线性码的使用要求609个符号的最大码字长度(用 附图标记61来指示)、以及仅149个符号的平均报头长度(用附图标记62来指示)。
[0048] 通过比较图5和6,从而清楚的是,使用根据本发明的前述算法生成的信道码能够 使数据分组的帧的报头的平均和最大长度最小化。
[0049] 参考图7,它将针对48个模式的根据本发明所生成的码长度的示例与D.Becker、 N.Velayudhan、A.Loh、J.O'Neill和V.Padmanabhan在美国专利申请号 12/621. 203 中 描述的《Efficientcontrolsignalingoversharedcommunicationchannelswithwide dynamicrange》中指定的信令方案所要求的报头长度进行比较。DER被固定为F10_8。
[0050] 可注意到,根据本发明提出的信道码生成允许显著地减小用于所有模式的报头长 度。根据美国专利申请号12/621. 203的报头长度的平均值是750 (附图标记71), 而根据本发明的该示例的报头长度的平均值被减小至301 (附图标记72);同理,最 大报头长度从4416 (附图标记73)被减小至1285 (附图标记74)。
[0051] 因此,使用根据本发明的方法,通过评估平均长度,获得约60%的改善。
[0052] 前述算法当应用到组成线性码时显示出信道码长度方面的一些弱点。这主要是由 于组成线性码的码字的数目始终是2的幂的事实所引起的。
[0053] 在这种情况下,例如,图6中的从32至17的所有模式共享相同的尺寸。在这些情 况下,生成单个组成码是有用的,其保证良好的最小距离,而不是使用如上所述的完全递增 方式。
[0054] 因此,提出了如下改进的码生成算法的示例: 1. 固定M个有序的集合,其与期望模式阈值和期望DER^相对应; 2. 设定 4;#+7= 0 和义#+7 = 0 ; 3. 针对所有i,从M至2递减; 4. 设欠
5. 计算所要求的最小距离
6. 针对所有
具有相同码尺寸的模式) 7. 计算递增距离
8. 生成具有最小长度的_i(i,A:, )线性码; 注意到,当距离增量是零时,码具有长度0。在这种情况下,左是信息位的数目而 非码字的数目; 9. 从6开始重复; 10. 从先前的码的集合选取具有最小总长度的码,其对应于
12. 从3开始重复; 13. 通过将来自每个组成码的码字进行串接(参见图4)最后获得可变长度码字的集 合。
[0055] 可注意到,在本示例中,在每个步骤处考虑到具有相同尺寸础勺所有可能组成码, 其保证最小距离此生成允许在步骤i的迭代处改变在先前步骤J多i中生成的码 (假ii
[0056] 再次参考图4的情况,至少将组成码的码字封装到信道码的码字中,并且至少信 道码的码字具有大于这样的信道码的其余码字的长度。此外,在具有最大长度的第一组成 码的码字的子集上与第二组成码的码字执行串接。
[0057] 在图8和图9中报告了该新的码生成的结果,并且将后者与图7相比较。重要的 是注意到,该新的码生成允许略微地减小报头的平均和最大长度。
[0058] 事实上,图9的报头的最大长度是1239个符号(用附图标记91来指示),其低于图 7的报头的1285个符号的最大长度(用附图标记74来指示);而报头的平均长度£!;#;}从 301个符号(用附图标记72来指示)减小至285个符号(用附图标记92来指示)。
[0059] 此外,应注意到,减小了所生成的码的数目。在图10描绘了生成码的示例,并且在 图11a中和图lib中示出了相关码字。
[0060] 参考图10,报告了相对于图8的模拟结果。图10的横坐标指示来自每个用户类型 i的标称的以dB为单位的间隔。在这种情况下,许多码实际上实现了具有非常大的裕 度的目标DER。
[0061] 例如,用户类型32的曲线(在图10中用附图标记101来指示)实现了具有裕度约 16. 3dB的目标DERf= 1(T6。这是由于以下事实所引起的:相同的码(39, 5, 19)被用于 从32至17范围内的所有类型,并且实现了目标DER,其中,仅用户类型17没有裕度,其对应 于0dB的标称5M?。
[0062] 根据本发明,在相对于最差情况设计的检错率DER方面,还可以评估上述示例的 性能。
[0063] 最差情况设计提供了其中所有用户能够将所有ACMI报头解码的编码示例。 Reed-Muller码类被选作组成码,并且其参数将根据所要求的信噪比5M范围和模式的数 目麟皮评估。
[0064] 在该最差情况设计中,没有采用可以将每个用户类型i关联到具有不同码字长度 或保护的事实。
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