[发明专利]级联Spinal码的编码和译码方法、系统及装置

权利要求书

1.一种级联Spinal码的编译码方法，其特征在于，包括：

步骤S1：发送端使用一个高码率的LDPC外码对信源比特进行预编码生成LDPC中间比特，LDPC中间比特倒序后经过Spinal编码器得到Spinal码字，并发送到无线信道，

步骤S2：接收端从无线信道中接收到设定数量的Spinal码字后进行软译码：先保留多条幸存路径，然后根据这些幸存路径计算出每个LDPC中间比特的对数似然比(LLR)，

步骤S3：LDPC译码器对输入的LDPC中间比特的对数似然比进行译码得到译码后信源比特；

所述步骤S1具体包括：

步骤S11：多个信源比特组成一帧数据包，将该帧数据包经过LDPC编码后产生多个LDPC中间比特，

步骤S12：以每k个的比特为一个数据块，把倒序后的所有LDPC中间比特均分为多个数据块，其中，k为每个数据块中LDPC中间比特的个数，

步骤S13：基于预设的哈希函数h()和已知的初始状态S₀，对数据块迭代生成多个状态，其中任意状态为：

S_i＝h(S_i-1,m_i){i＝1,2,...,N/k}

其中：S_i为第i个状态，S_i-1为第i-1个状态，h()为收发双方已知的预设的哈希函数，m_i为第i个数据块的值，N为LDPC中间比特的个数，

步骤S14：基于得到的状态经过随机数生成器RNG产生多组随机数作为Spinal码字，这些码字总共有L组，每组N/k个，其中各Spinal码字为：

x_i,l＝RNG(S_i,l)，(i＝1,2...N/k),(l＝1,2...L)

其中：x_i,l为第l组第i个Spinal码字，RNG()为随机数生成函数；

步骤S15：发送端把每两个相邻的Spinal码字组成一个复符号，并按顺序发送由各组Spinal码字组成的复符号直至接收端正确译码或达到最大的Spinal码字数目；

所述步骤S2具体包括：

步骤S21：接收端从无线信道中接收到Spinal码字，

步骤S22：基于和编码过程相同的初始状态、哈希函数和随机数生成函数，以及接收到的Spinal码字，采用冒泡译码算法得到多条幸存路径下的LDPC中间比特序列，

步骤S23：计算得到各LDPC中间比特的对数似然比：

其中：LLR(r_n)为第n个LDPC中间比特的对数似然比，P(r_n＝0)为第n个LDPC中间比特为0的概率，P(r_n＝1)为第n个LDPC中间比特为1的概率，R_b为基于第b条幸存路径得到的LDPC中间比特序列，r_b,n为基于第b条幸存路径得到的第n个LDPC中间比特，R_b:r_b,n(R_b)＝1为r_b,n＝1的R_b的集合，R_b:r_b,n(R_b)＝0为r_b,n＝0的R_b的集合，为接收到的带噪声的m_i，m_i,b为R_b中的m_i的全部取值，σ²为信道的噪声功率。

2.根据权利要求1所述的一种级联Spinal码的编译码方法，其特征在于，所述步骤S15包括：

步骤S151：发送端把每两个相邻的Spinal码字分配给I路和Q路组成一个复符号；

步骤S152：通过无线信道发送由第l组Spinal码字组成的复符号；

步骤S153：通过无线信道监听接收端的反馈，若接收端正确译码或达到最大的Spinal码字数目，则完成发送，反之，则执行步骤S154；

步骤S154：通过无线信道发送由下一组Spinal码字组成的复符号，并返回步骤S153。