[发明专利]级联Spinal码的编码和译码方法、系统及装置

说明书

本发明涉及一种级联Spinal码的编码和译码方法、系统及装置，其中编译码方法包括步骤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，并发动到无线信道；步骤S2：接收端从无线信道中接收到一定数量的Spinal码字后进行软译码。软译码方法为：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LLR进行译码得到译码后信源比特。与现有技术相比，本发明在发送端使用LDPC对信源进行预编码，在接收端提出了一种Spinal软译码器用来保留LDPC中间比特的软信息，解决了Spinal码对信源序列中后面位置的信源比特保护不足的缺点，能显著降低译码后信源的BER。

技术领域

本发明涉及一种编译码算法，尤其是涉及一种级联Spinal码的编码和译码方法、系统及装置。

背景技术

由于无线信道中的衰落，噪声和干扰具有时变特性，因此如何有效的对抗这些不稳定因素并最大限度的提高数据传输速率是无线通信研究的热点和关键。链路自适应是解决这一问题的关键技术。采用链路自适应技术的物理层自动选择合适的传输速率来匹配时变的信道。传统的链路自适应技术主要有自适应编码调制(AMC)和混合自动重传(HARQ)。在这两项技术中，接收端根据导频信号估计出信道条件，然后把信道条件参数化，并把这些参数反馈给发送端，然后发送端根据接收端的反馈来选择最优的编码码率和调制方式的组合来匹配信道。然而这种传统的链路自适应方案有两个长期没有解决的问题：一是由于在一个很短的时间内信道变化快于单个包的发送速率，很难总是获得准确的信道条件估计值；二是发送端的发送速率只能以阶梯式的方式来调整，没有很充分的利用信道容量。以Spinal为代表的无速率码的出现很好的解决了这两个问题。Spinal码是一种集链路自适应，信道编码，调制技术为一体的物理层技术。Spinal码具有较高的吞吐率，且吞吐率随信道条件呈平滑变化，更重要的是不需要估计信道条件。但是由于Spinal码的结构特性导致其对信源的保护是不对等的。在一帧信源比特中，Spinal码对前面位置的信源比特保护较强，而对后面位置的信源比特保护很弱，现有的Spinal码较好的吞吐率性能很大程度上依赖于CRC校验和，在没有CRC校验和的场景下，Spinal码的吞吐率和BER都不够理想。在很多实时传输场景下(如视频传输)，Spinal码不能无限制的重传直至所有的信源都能无误传输，即不能利用CRC校验和。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种级联Spinal码的编码和译码方法、系统及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种级联Spinal码的编译码方法，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，并发动到无线信道；

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；

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：