【摘要】：信道編碼盲識別與分析是從已解調(diào)的信息序列中逐步解碼最終得到信宿信息的第一個環(huán)節(jié),是數(shù)字通信中的一個重要技術。在合作或非合作通信情形中,盲識別對于智能移動通信、靈巧干擾、網(wǎng)絡攻擊、通信偵察等領域具有重要的應用價值,并能極大推動通信對抗技術與自適應調(diào)制編碼技術的發(fā)展。而關于這一技術的研究目前仍然比較少,因此對其進行深入的探討顯得非常重要。本文基于代數(shù)理論及信道編碼中的獨特結構對信道編碼盲識別技術展開研究,首先分析了國內(nèi)外關于這一技術的研究現(xiàn)狀,確定了本文研究的必要性和方向：接著概述了盲識別技術中所涉及到的代數(shù)理論,以及三種交織器和卷積碼的基本概念,為本文后續(xù)的研究作好有關的理論鋪墊：然后提出盲識別算法并一一進行驗證,以證明算法的正確性和可行性。取得的主要研究成果與創(chuàng)新點有：首先,研究了傳統(tǒng)分組交織器與卷積交織器的盲識別方法,并實現(xiàn)了高誤碼率下分組交織器與卷積交織器參數(shù)的盲識別。基于現(xiàn)有的典型交織器盲識別原理,采用二進制數(shù)據(jù)矩陣變換理論,利用矩陣運算,結合相應的交織代數(shù)特性和線性碼結構特征,提出了一種分階段式方法求取分組交織器參數(shù)；針對卷積交織方式下,一個交織深度內(nèi)不包含完整碼組而無法獲得同步偏差的問題,提出了采用聯(lián)合法求取卷積交織器參數(shù),實現(xiàn)了高誤碼率下兩類交織器參數(shù)的盲識別。其次,提出位置確定算法,解決復雜螺旋交織參數(shù)的盲識別。針對現(xiàn)有交織器識別算法只適用于結構簡單、參數(shù)受限且只有窮舉方法等問題,基于非遍歷式的位置確定算法,提出了一種求取復雜交織器參數(shù)的方法。針對多參數(shù)的螺旋交織器,在現(xiàn)有的秩準則基礎上,該方法利用螺旋交織方式的結構特征,采用位置確定算法獲得新的參數(shù)約束方程,先實現(xiàn)了無噪環(huán)境下非遍歷窮舉式的螺旋交織參數(shù)盲估計；并根據(jù)實際應用,在有噪環(huán)境下提出將位置確定算法與假設參數(shù)候選對方法相結合,有效地減少了候選參數(shù)對的維度,實現(xiàn)了有躁環(huán)境下螺旋交織參數(shù)的盲識別。且該方法基于不同類型交織器的結構特性,可以適用于多種交織器的盲識別。最后,提出WHT-BM算法,解決任意碼率k/n卷積碼的盲識別。針對現(xiàn)有卷積碼識別算法只適用于特定碼率、容錯性差且復雜度高等問題,利用Walsh-Hadamard Transform (WHT)在解含錯二元方程組上具有容錯性的優(yōu)點,提出適用于任意碼率的高效WHT-BM算法。該方法基于卷積碼的結構特性,通過去冗操作,將卷積碼與校驗矩陣的約束關系方程進行分解,轉(zhuǎn)換為求解n-k個校驗向量的校驗方程系統(tǒng)；并結合分塊矩陣(Block Matrix, BM)的思想,充分地利用碼字信息,將系數(shù)矩陣和校驗向量按照規(guī)則分塊及分段地進行處理,利用譜系數(shù)的物理特性得到方程解向量,有效地減少了方程系數(shù)矩陣的WHT計算維度,顯著性地提升了算法的效率：最后通過加冗和重構處理,實現(xiàn)了有躁環(huán)境下任意碼率k/n卷積碼的盲識別。
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圖片說明： 讀出編碼符號。也就是說，編碼數(shù)據(jù)在傳輸端，在卷積交織器的某條工作支路逡逑上，如果有（１－１邋）Ｊ個延返，則在接收端，卷積解交織的相應的工作支路上，將逡逑有（Ｂ邋－邋Ｉ）Ｊ個延遲。卷積交織器與解交織器的示患圖如圖２．７所示。逡逑一個卷積交織器還可；＾＾用一個將矩陣二分的示意圖來表示，將Ｂ行Ｎ列的逡逑矩陣分成兩個部分，一個左下Ｈ角陣，一個右上Ｈ角陣。左下Ｈ角陣作為卷積交逡逑織器處于編碼器和調(diào)制器之間，寄存器Ｗ每Ｂ個編碼數(shù)據(jù)為時鐘然后寄存器中逡逑的最后一個數(shù)據(jù)被傳輸至信道上，而右上Ｈ角陣作為卷積解交織器處于解調(diào)器逡逑和解碼器么間，接收到的數(shù)據(jù)序列使用逆移位寄存器的結構來恢復原來的順序。逡逑這里的Ｎ其實也就是Ｎ邋＝巧－１邋）Ｊ，這種交織器叫做（Ｂ，邋Ｎ）卷積交織器。逡逑可Ｗ用示意圖２．８來簡略地表示這樣兩個過程，如圖２．９所示是Ｂ邋＝邋４，邋Ｊ邋＝邋１逡逑的卷積巧織器輸入輸出的原理圖。逡逑２．２Ｊ．４卷巧交織巧的特性逡逑巧據(jù)上述分析
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圖片說明： 隨機獨立的列向量相互異或后仍隨機獨立。因此，若將數(shù)據(jù)流按行從左上到右逡逑下，放入一個、ｘ邋Ｓｃ的矩陣Ｈ中（保證、＞＞邋Ｓｃ），當列數(shù)Ｓｃ為交織深度Ｓ的逡逑整數(shù)倍時，如圖３．１，矩陣Ｈ中的每一行數(shù)據(jù)都會一一按列對應’那么校驗碼元逡逑所在的列向量與信息碼元所在的列向量線性相關，我們稱校驗元所在的列為相逡逑關列［２４］，則此時矩陣Ｈ的秩為列數(shù)ｎ減去相關列的數(shù)目，反之，若Ｓｃ不為Ｓ逡逑的整數(shù)倍，則矩陣Ｈ為滿秩矩陣。圖中的Ｓｃ表示所取的矩陣列數(shù)，ｄ表示的是逡逑交織偏差。逡逑這個數(shù)據(jù)矩陣的秩用ｒａｎｌｃ（Ｈ（Ｓ，ｄ））來表示，那么如果是一個隨機二進制矩逡逑陣，則滿秩的概率接近１，，可Ｗ表達為下式逡逑ｋ邋ｒａｎｋ（Ｈ（Ｓ，邋ｄ））邋一邋ｒａｎｋ（Ｈ（Ｓ，邋ｄｉ））邋／邋ｒａｎｋ（Ｈ（Ｓｃ＞邋過１））邋＿邋１邐ｎ邋ｉ、逡逑－＝邐ｃ邐《邐ｃ邐《邐ｃ邐片逡逑ｎｏ邐Ｓ逡逑定義巧一化的秩逡逑ｐ二ｒａｎ哩邐片引逡逑Ｓｃ逡逑當數(shù)據(jù)矩降Ｈ的列數(shù)Ｓｃ取不同值時，秩的大小也會有相應的變化。當Ｓｃ是Ｓ逡逑的整數(shù)倍時
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.22

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本文編號：2515953