卷积码盲识别算法研究

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在数字通信系统中,信道编码技术保证了传输信息过程中的可靠性,克服了信道中噪声的干扰。然而在非协作通信情形下,第三方无法直接获知通信过程中采用的信道编码体制和参数。信道编码识别技术的出现为解决该难题提供了一种技术途径。此技术是在没有或仅有部分先验知识的情况下,从截获的比特流中识别出编码体制和参数,支持了下一步的译码工作,从而获取可靠的信息。该技术在通信对抗领域、智能通信领域等占据着重要的地位,因此对该技术的研究具有重大的应用价值的和军事意义。对于系统卷积码,现有盲识别算法主要针对常见码率1/n和(7)n-1(8)/n的卷积码,并且不可兼顾容错性能与计算复杂度。而非系统卷积码的生成矩阵与校验矩阵具有一对多的不确定性关系,目前有关非系统码编码参数盲识别的研究少之又少。综上所述,对任意码率的非系统卷积码编码参数盲识别研究具有非常重要的应用价值和现实意义。针对任意码率卷积码的盲识别问题,本文进行了深入研究。首先,关于码长的识别,利用秩准则特性筛选出可能为码长及其倍数的值,缩小码长遍历范围。然后遍历筛选后数值建立分析矩阵,对其进行快速Walsh-Hadamard变换,利用Walsh谱的谱峰值信息识别码长信息;之后,本文按照码长建立识别模型,依次将码字比特流放入模型中,并进行预处理。筛选码字相关性强的码字序列,利用统计法识别信息位长度;然后,本文将校验向量识别问题转换为矩阵中低码重码字的搜索问题。接收序列按照码长构建分析矩阵,利用改进的Canteaut-Chabaud算法和迭代算法识别出校验向量。相较于传统算法而言,本文校验向量的识别算法有良好地容错性能;之后,对于系统码生成矩阵的识别,本文基于校验序列与生成矩阵一对一的关系,利用高斯变换识别寄存器长度和生成矩阵;对于非系统码生成矩阵的识别,本文利用校验向量建立方程组,利用快速Walsh-Hadamard变换法解方程组,快速准确地完成生成多项式组和寄存器长度的识别,通过筛选条件得到正确的生成矩阵。最后,对本文所提算法理论进行了仿真验证,结果表明本文算法可以完成任意码率卷积码的盲识别,且能达到较好的识别效果,满足非协作场景下盲识别的需求。
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