CN112187402A - 一种数据处理的方法、装置和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种数据处理的方法、装置和存储介质，具体为通过首先获取待处理信息，并将待处理信息输入编码器，并在编码器中对待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码，其次，根据原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率，然后，基于目标码率，生成在当前信道条件下的适用于原始码的打孔模式，最后，将达到目标码率且打孔节点的总数最小的打孔模式确定为最终打孔模式，并对原始码进行打孔，生成输出码。本申请实施例根据当前信道条件确定目标码率，并基于目标码率生成相应的最终打孔模式。使得在当前信道条件佳时采用高编码速率，当前信道条件差时采用低编码速率。既保证了待处理信息的传输效果，也降低了系统时延。

Description

一种数据处理的方法、装置和存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据处理的方法、装置和存储介质。
背景技术
在通信系统中，误码率是检验信息传输效果的重要指标。如果信息码字在光纤中传输时发生突发误码和随机误码，或者突发错误过于集中，将会严重影响通信系统的工作效率，甚至译码失败。为保证信息能够可靠传输，就要求编码方式能够有效减小误码带来的影响。因此，编码方案在通信系统中占有十分重要的地位，直接关系到整个系统的误码率性能。
另外，在保证低误码率的同时，编码性能也是考量系统优势的重要指标。由于在通信系统的实际应用中，信道是时变的，采用固定码率的信道吞吐率不能达到最大，编码性能无法达到最佳。
现有的信道编码技术已发展至第三代，在前向纠错技术(Forward ErrorCorrection，FEC)主要采用低密度奇偶校验码(Low-density Parity-check，LDPC)和Turbo码等软判决译码方式。但LDPC码和Turbo码编码复杂度高，随着码长正常，复杂度呈指数增长，并且在信噪比低时，译码效果不佳，同时，处理突发错误的能力不强，误码率较高。而现行光通信系统标准采用级联的BCH和里德-所罗门码(BCH-Reed-solomon codes，BCH-RS)编码方式，在长码时性能不佳，无法逼近香农极限性能。
发明内容
本申请实施例提供了一种数据处理的方法，克服在信道条件变化时编码性能不稳定的问题，从而达到降低信道时延并提升了信道吞吐率的效果。
该方法包括：
获取待处理信息，并将所述待处理信息输入编码器；
在所述编码器中对所述待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码；
根据所述原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率；
基于所述目标码率，生成在所述当前信道条件下的适用于所述原始码的打孔模式，其中，所述打孔模式用于确定在所述原始码中需要删除的打孔节点，所述打孔节点为校验比特位；
将达到所述目标码率且所述打孔节点的总数最小的所述打孔模式确定为最终打孔模式，并使用所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔，生成输出码。
可选地，对所述待处理信息进行调整，生成调整后的包含K1列和K2行所述校验比特位的所述待处理信息，其中，所述K1和所述K2均为大于1的整数。
可选地，按照RS码编码规则，对所述待处理信息的K1列进行横向编码，生成第一编码矩阵；
按照LDPC-CC码编码规则，对所述第一编码矩阵的K2行进行纵向编码。
可选地，基于所述目标码率，计算所述目标码率对应的所述打孔节点的总数；
根据所述目标码率对应的所述打孔节点的总数，计算适用于所述原始码的打孔模式的第一数量，并构造所述第一数量个打孔模式；
判断所述第一数量个打孔模式中是否包含经过有限次迭代译码后仍然不可恢复的所述打孔节点，并在所述第一数量个打孔模式中筛选出不包含所述不可恢复的打孔节点对应的第二数量个所述打孔模式中，筛选出环陷阱集合最少的打孔模式。
可选地，基于所述当前信道条件下的目标码率确定第一码率，其中，所述第一码率大于所述原始码率小于所述目标码率；
根据所述第一码率，计算所述第一码率对应的所述打孔节点的总数；
根据所述第一码率对应的所述打孔节点的总数，计算适用于所述原始码的打孔模式的第三数量，并构造第三数量个打孔模式；
判断所述第三数量个打孔模式中是否包含经过有限次迭代译码后仍然不可恢复的所述打孔节点，并在所述第三数量个打孔模式中不包含所述不可恢复的打孔节点对应的第四数量个打孔模式中，筛选出环陷阱集合最少的打孔模式。
可选地，计算在各个所述环陷阱集合最小的打孔模式下的所述打孔节点的总数。
可选地，根据在所述第四数量个打孔模式中筛选出所述环陷阱集合最少的打孔模式，对所述原始码进行打孔，并在打孔后的所述原始码上重复执行所述确定第一码率至所述筛选出环陷阱集合最少的打孔模式的步骤，直至所述第一码率与所述目标码率相同。
可选地，判断所述原始码中是否已经打孔，并当所述原始码中已经存在X个所述打孔节点时，从第X个所述打孔节点的下一个打孔节点开始按照所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔，其中，所述X为大于0且小于所述最终打孔模式中的所述打孔节点的总数的整数；
当所述原始码中不存所述打孔节点时，则按照所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔。
可选地，判断在使用所述最终打孔模式后，所述原始码中当前的所述打孔节点的数量是否与所述目标码率对应的所述打孔节点的总数相同；
当在不相同时，重新执行所述计算在当前信道条件下的目标码率至使用所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔的步骤，直至所述原始码中当前的所述打孔节点的数量与所述目标码率对应的所述打孔节点的总数相同。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种数据处理的装置，该装置包括：
获取模块，用于获取待处理信息，并将所述待处理信息输入编码器；
第一生成模块，用于在所述编码器中对所述待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码；
计算模块，用于根据所述原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率；
第二生成模块，用于基于所述目标码率，生成在所述当前信道条件下的适用于所述原始码的打孔模式，其中，所述打孔模式用于确定在所述原始码中需要删除的打孔节点，所述打孔节点为校验比特位；
打孔模块，用于将达到所述目标码率且所述打孔节点的总数最小的所述打孔模式确定为最终打孔模式，并使用所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔，生成输出码。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行上述一种数据处理的方法中的各个步骤。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种终端设备，包括处理器，所述处理器用于执行上述一种数据处理的方法中的各个步骤。
如上可见，基于上述实施例，首先获取待处理信息，并将待处理信息输入编码器，并在编码器中对待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码，其次，根据原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率，然后，基于目标码率，生成在当前信道条件下的适用于原始码的打孔模式，其中，打孔模式用于确定在原始码中需要删除的打孔节点，打孔节点为校验比特位，最后，将达到目标码率且打孔节点的总数最小的打孔模式确定为最终打孔模式，并使用最终打孔模式对原始码进行打孔，生成输出码。本申请实施例根据当前信道条件确定目标码率，并基于目标码率生成相应的最终打孔模式。进一步地，使用最终打孔模式对待处理信息进行打孔生成输出码，使得输出码的码率与目标码率一致且包含打孔节点较少，使得在当前信道条件佳时采用高编码速率，当前信道条件差时采用低编码速率。既保证了待处理信息的传输效果，也降低了系统时延，提高了信道吞吐率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例10所提供的一种数据处理的方法的流程示意图；
图2示出了本申请实施例20提供的一种数据处理的方法的具体流程的示意图；
图3示出了本申请提供的实施例30中对待处理信息进行初始编码生成原始码的示意图；
图4示出了本申请实施例40中示出的确定的不可恢复的打孔节点的示意图；
图5示出了本申请实施例50提供的另一种数据处理的方法的具体流程的示意图；
图6示出了本申请实施例60对待处理信息进行处理的流程的示意图；
图7示出了本申请实施例70所提供的RS-LDPC-CC乘积码的打孔方法的实现流程图
图8示出了本申请实施例80还提供一种数据处理的装置的示意图；
图9示出了本申请实施例90所提供的一种终端设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
下面以具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
本申请实施例提供了一种数据处理的方法，通过判断当前信道条件的状况，确定适合当前信道条件的目标码率。进一步地，通过确定的目标码率，为原始码选择相应的打孔模式，以使原始码的码率与目标码率相同。
基于现有技术中的问题，本申请实施例提供了一种数据处理的方法，主要适用于通信技术领域中。如图1所示，为本申请实施10例所提供的一种数据处理的方法的流程示意图。其中，详细步骤如下：
S11，获取待处理信息，并将待处理信息输入编码器。
本步骤中，待处理信息为需要传输的数字信号。在将待处理信息输入编码器之前，需要对待处理信息进行一定的调整，使得待处理信息可以更好的适用于后续的编码过程中。一种对待处理信息进行调整的实施例为，对比特长度为K1*K2待处理信息进行调整，将待处理信息表示为K1列和K2行的矩阵，其中，K1和K2均为大于1的整数。
S12，在编码器中对待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码。
本步骤中，在获取了待处理信息后，将待处理信息输入编码器进行初始编码。其中，初始编码主要包括对待处理信息进行两次编码的过程。可选地，首先对待处理信息进行以横向编码为主的第一次编码，并在第一次编码的基础上进行以纵向编码为主的第二次编码，并生成最终的原始码。因此，将待处理信息表示为K1列和K2行的矩阵进行初始编码后，生成的原始码也为矩阵形式。
S13，根据原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率。
本步骤中，根据生成的原始码，可以确定原始码的原始码率。具体的，在获取原始码的信息位长b和码长c后，原始码率可以由公式
Figure BDA0002120370970000052
计算。进一步地，当前信道条件下的目标码率可以根据原始码率确定。如在当前信道条件较佳时采用较高的目标码率，在当前信道条件较差时采用较低的目标码率。
S14，基于目标码率，生成在当前信道条件下的适用于原始码的打孔模式。
本步骤中，打孔模式用来在不同信道条件下自适应的采取相应的码率。通过给定一个低码率的母码码字，然后通过删除码字中部分校验位比特，从而来提高传输码字的码率。在现有的打孔算法中一般会使用随机打孔的方式。但随机打孔的码字性能较差，每次在信息传输时随机打孔的位置不相同。因此在译码器一侧，除母码码字还需要接收打孔的矩阵。非随机的打孔算法是通过特定的方式确定需要打孔的节点，这种特定的方式通常以增大消息恢复的可靠度为目的。
进一步地，目标码率的计算公式为
Figure BDA0002120370970000051
其中，p为打孔周期，l为打孔节点的总数。可选地，构造可能的打孔模式，并在其中筛选出不包含不可恢复的打孔节点的打孔模式。进一步地，继续在其中筛选出环陷阱集合最少的打孔模式。
S15，将达到目标码率且打孔节点的总数最小的打孔模式确定为最终打孔模式，并使用最终打孔模式对原始码进行打孔，生成输出码。
本步骤中，基于上述步骤，最终筛选出的达到目标码率的打孔模式可能有多种，选择其中打孔节点的总数最小的打孔模式作为最终打孔模式，并使用最终打孔模式对原始码进行打孔，生成输出码。其中，打孔节点总数较少可以保证待处理信息的传输效果，同时使得冗余码较少。
基于本申请的上述实施例，首先获取待处理信息，并将待处理信息输入编码器，并在编码器中对待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码，其次，根据原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率，然后，基于目标码率，生成在当前信道条件下的适用于原始码的打孔模式，其中，打孔模式用于确定在原始码中需要删除的打孔节点，打孔节点为校验比特位，最后，将达到目标码率且打孔节点的总数最小的打孔模式确定为最终打孔模式，并使用最终打孔模式对原始码进行打孔，生成输出码。本申请实施例根据当前信道条件确定目标码率，并基于目标码率生成相应的最终打孔模式。进一步地，使用最终打孔模式对待处理信息进行打孔生成输出码，使得输出码的码率与目标码率一致且包含打孔节点较少，使得在当前信道条件佳时采用高编码速率，当前信道条件差时采用低编码速率。既保证了待处理信息的传输效果，也降低了系统时延，提高了信道吞吐率。
本申请实施例提供了一种新型的低密度奇偶校验卷积码(Low-Density Parity-Check Convolutional Codes，LDPC-CC码)和里德-所罗门码(Reed-solomon codes，RS码)级联形成的RS-LDPC-CC乘积码的打孔方法。其中，采用RS-LDPC-CC乘积码的编码方法解决了传统编码方案在低信噪比时译码性能不强、应对突发差错能力较弱和突发错误过于集中时可能译码失败的问题，提高了系统抗误码差错的能力，降低了噪声、随机误码和突发差错对通信系统的影响。而RS-LDPC-CC乘积码虽然会明显降低在低信噪比时的误码率，但由于LDPC-CC码字矩阵较大，系统会产生较大的时延。通过打孔在不同的信道条件下自适应地采取相应码率，以降低系统时延，提高信道的吞吐率。如图2所示，为本申请实施例20提供的一种数据处理的方法的具体流程的示意图。其中，该具体流程的详细过程如下：
S201，获取待处理信息。
S202，对待处理信息进行调整。
这里，对待处理信息进行调整，生成调整后的包含K1列和K2行校验比特位的待处理信息，以便进行后续的自交织编码。其中，K1和K2均为大于1的整数。
S203，将调整后的待处理信息输入编码器进行RS编码，生成第一编码矩阵。
这里，对待处理信息进行RS编码是初始编码的第一步。将已经排列好的K1列和K2行的待处理信息按照RS码编码规则对每一行进行RS编码，得到k2*n1的第一编码矩阵，其中K1列之后的n1-k1列的码字为按照RS编码规则编码之后产生的冗余码。如图3所示，为本申请实施例30提供的对待处理信息进行初始编码生成原始码的示意图。其中，构造(n1n2,K1K2)的原始码，最终编码得到的原始码的编码矩阵为n_2*n_1，其中第一部分的子矩阵(K1列和K2行)为待传输信息，第二部分的子矩阵(n_1-k_1列，K2行)为在第一次编码即利用RS编码技术横向编码生成的RS行校验位。
S204，在第一编码矩阵上进行LDPC-CC编码，生成原始码。
这里，在上述S203步骤中横向编码的基础上，对生成的K2行、n1列的第一编码矩阵进行纵向编码。将其每一列按照LDPC-CC码的编码规则进行编码，得到n2*n1的原始码，其中k2行之后的n2-k2行的码字为按照LDPC-CC码编码规则编码之后产生的冗余码，以帮助后续的LDPC-CC译码过程。如图3所示，构造(n1n2,K1K2)的原始码，最终编码得到的原始码的编码矩阵为n2*n1，其中第一部分的子矩阵(K1列和K2行)为待传输信息，第二部分的子矩阵(n1-k1列，K2行)为在第一次编码即利用RS编码技术横向编码生成的RS行校验位，第三部分的子矩阵(n2-k2行，n1列)为第二次编码即利用LDPC-CC码编码技术对上述传输信息和RS行校验位进行纵向编码后的LDPC-CC码列校验位。
通过上述步骤S203和步骤S204编码后的原始码为RS-LDPC-CC乘积码。本申请实施例在乘积码中首次选用LDPC-CC码作为内码。LDPC-CC码编码复杂度仅随码长呈线性增长并且在信噪比低时具有优异的译码性能，所以RS-LDPC-CC乘积码拥有更加良好的传输效果，在同等信噪比条件下误码率更低。
S205，根据原始码的原始码率，确定第一码率。
本步骤中，RS-LDPC-CC乘积码的每个码字的长为c，未打孔时的初始码率为
Figure BDA0002120370970000071
则目标码率的确定方式为：在大小为c*q前置校验矩阵中，周期为P的打孔模式定义为P*c的矩阵：
Figure BDA0002120370970000072
其中，ax,y∈{0,1},x＝0,1,...,P-1,y＝0,1,...,c-1。打孔模式的矩阵中的每一行对应一个时间单元里的c比特的编码信息。a中的1和0表示相应位置比特是打孔或者未打孔。如果打孔模式中1的个数为l，则打孔码码率为
Figure BDA0002120370970000073
b＝c-q，l≤P*q，R′<1。则确定目标码率为
Figure BDA0002120370970000074
其中，l为总打孔变量节点数，P为打孔周期。进一步地，若根据原始码率R＝3/7＝6/14，确定的目标码率R’＝6/10，则可以根据目标码率首先确定第一码率为6/12。确定与目标码率相近的第一码率，可以使l的值相对较小，从而对应的打孔模式会较少，因此减少计算量。
S206，根据第一码率，确定第三数量个打孔模式。
这里，可以实现第一码率的打孔模式共有
Figure BDA0002120370970000081
种，将其中重复的打孔模式去掉，则剩余第三数量个打孔模式。
S207，判断第三数量个打孔模式中是否包含经过有限次迭代译码后仍然不可恢复的打孔节点。
本步骤中，现有技术中通过以下步骤确定不可恢复的打孔节点。具体的，定义
Figure BDA0002120370970000082
为变量节点
Figure BDA0002120370970000083
相邻的校验节点，
Figure BDA0002120370970000084
表示变量节点
Figure BDA0002120370970000085
相邻的校验节点中除掉
Figure BDA0002120370970000086
以外的点。同样，可以定义
Figure BDA0002120370970000087
和
Figure BDA0002120370970000088
若一个打孔节点
Figure BDA0002120370970000089
可以通过m次迭代译码算法恢复，其中
Figure BDA00021203709700000810
在
Figure BDA00021203709700000811
拥有至少一个相邻校验节点
Figure BDA00021203709700000812
Figure BDA00021203709700000813
中包含至少一个(m-1)-SR变量节点，其余节点的可恢复度0≤n≤m-1，则称变量节点
Figure BDA00021203709700000814
为m步可恢复节点。如果一个打孔节点无法在有限步骤内恢复，则称其为不可恢复的∞-SR节点。这表示一个变量节点相邻的校验节点中没有可以让它使用的点。如果所有的变量节点
Figure BDA00021203709700000815
都是未打孔节点，
Figure BDA00021203709700000816
中的变量节点
Figure BDA00021203709700000817
称为可靠的。如图4所示，为本申实施例40示出的确定的不可恢复的打孔节点的示意图。其中，在存活校验节点中已经确定出不可恢复的打孔节点1-SR节点、2-SR节点和3-SR节点。进一步地，若第三数量个打孔模式中均包含不可恢复的打孔节点，则结束流程，直接将输出码输出。
S208，在不包含不可恢复的打孔节点的第四数量个打孔模式中筛选出环陷阱集合最小的打孔模式。
这里，将在第三数量个打孔模式中筛选出的，包含经过有限次迭代译码后仍然不可恢复的打孔节点的打孔模式的数量确定为第四数量个。其中，第四数量的数值小于等于的第三数量的数值。进一步地，在第四数量个打孔模式中筛选出环陷阱最小的打孔模式。可选地，环陷阱的判断方式为：在二部图中，校验节点和变量节点间相互连接，每个点只经过一次，并且终点和起点是同一个点的路称为环。长为w，时间相关性为t的环rw(t)，表示为：
Figure BDA00021203709700000818
其中，ji∈{1,2,...,c},ki∈{1,2,...,q},i＝1,2,...,w/2,w∈{4,6,8,...},ts∈Z*,s＝1,2,...,w,t∈Z。LDPC-CC码的环表示为Rw，Rw表示长度为w的环的数量，周期循环的环只需记录一次。
进一步地，若Tanner图(即LDPC-CC码的校验矩阵)中包含f个度数为奇数的校验节点，且是由长度为w的环中w/2个变量节点所导致，则(w/2,f)称为LDPC-CC的环陷阱集合。在第四数量个打孔模式中通过上述方法筛选出环陷阱集合最小的打孔模式。
S209，在环陷阱集合最小的打孔模式中筛选出打孔节点的总数最小的打孔模式。
这里，计算在上述确定的环陷阱最小的打孔模式中打孔节点的总数。可选地，计算在长度为偶数的短环中的打孔节点的总数，并筛选出其中数值最小的打孔模式。相应的公式为打孔节点的总数
Figure BDA0002120370970000091
选择长度w为8、10、12的短环中包含的打孔节点数量最少的打孔模式存入集合A4。其中，A3为环陷阱集合最小的打孔模式组成的集合，ai为A3中的i个打孔模式中的任一，即ai∈A3。若
Figure BDA0002120370970000092
A4∪ai→A4。
Figure BDA0002120370970000093
从A4中选择一个打孔模式作为当前的打孔模式。
S210，判断第一码率是否等于目标码率。
这里，当第一码率与目标码率不相同时，重复执行步骤S305至步骤S310之间的步骤，直至第一码率与目标码率相同。
S211，当第一码率与目标码率相同时，将当前的打孔模式确定为最终打孔模式。
S212，判断原始码是否已经打孔。
S213，若存在X个打孔节点，从第X个打孔节点的下一个打孔节点开始打孔。
这里，判断原始码中是否已经打孔，并当原始码中已经存在X个打孔节点时，从第X个打孔节点的下一个打孔节点开始按照当前的打孔模式对原始码进行打孔，其中，X为大于0且小于最终打孔模式中的打孔节点的总数的整数。
S214，若不存在，按照最终打孔模式对原始码进行打孔。
这里，当原始码中不存打孔节点时，则按照最终打孔模式对原始码进行打孔。
S215，判断当前的打孔节点的数量是否与目标码率中对应的打孔节点的总数相同。
本步骤中，判断在使用最终打孔模式后，原始码中当前的打孔节点的数量是否与目标码率中对应的打孔节点的总数相同。进一步地，当在不相同时，重复执行步骤S205至步骤S215之间的步骤，直至原始码中当前的打孔节点的数量与目标码率中对应的打孔节点的总数相同。
如图5所示，为本申请实施例50提供的另一种数据处理的方法的具体流程的示意图。其中，该具体流程的详细过程如下：
S501，获取待处理信息。
S502，对待处理信息进行调整。
S503，将调整后的待处理信息输入编码器进行RS编码，生成第一编码矩阵。
S504，在第一编码矩阵上进行LDPC-CC编码，生成原始码。
S505，根据原始码的原始码率，确定目标码率。
本步骤中，RS-LDPC-CC乘积码的每个码字的长为c，未打孔时的初始码率为
Figure BDA0002120370970000101
则目标码率的确定方式为：在大小为c*q前置校验矩阵中，周期为P的打孔模式定义为P*c的矩阵：
Figure BDA0002120370970000102
其中，ax,y∈{0,1},x＝0,1,...,P-1,y＝0,1,...,c-1。打孔模式的矩阵中的每一行对应一个时间单元里的c比特的编码信息。a中的1和0表示相应位置比特是打孔或者未打孔。如果打孔模式中1的个数为l，则打孔码码率为
Figure BDA0002120370970000103
b＝c-q，l≤P*q，R′<1。则确定目标码率为
Figure BDA0002120370970000104
其中，l为总打孔变量节点数，P为打孔周期。进一步地，若根据原始码率R＝3/7＝6/14，确定的目标码率R’＝6/10。
S506，根据目标码率，确定第一数量个打孔模式。
这里，可以实现第一码率的打孔模式共有
Figure BDA0002120370970000105
种，将其中重复的打孔模式去掉，则剩余第一数量个打孔模式。
S507，判断第一数量个打孔模式中是否包含经过有限次迭代译码后仍然不可恢复的打孔节点。
本步骤中，若第一数量个打孔模式中均包含不可恢复的打孔节点，则结束流程。
S508，在不包含不可恢复的打孔节点的第二数量个打孔模式中筛选出环陷阱集合最小的打孔模式。
这里，将在第一数量个打孔模式中筛选出的，包含经过有限次迭代译码后仍然不可恢复的打孔节点的打孔模式的数量确定为第二数量个。其中，第二数量的数值小于等于第一数量的数值。进一步地，在第二数量个打孔模式中筛选出环陷阱最小的打孔模式。
S509，在环陷阱集合最小的打孔模式筛选出打孔节点的总数最小的打孔模式。
S510，判断原始码是否已经打孔。
S511，若存在X个打孔节点，从第X个打孔节点的下一个打孔节点开始打孔。
S512，若不存在，按照最终打孔模式对原始码进行打孔。
S513，判断当前的打孔节点的数量是否与目标码率中对应的打孔节点的总数相同。
本步骤中，在使用最终打孔模式后，判断原始码中当前的打孔节点的数量是否与最终打孔模式中的打孔节点的总数相同。进一步地，当在不相同时，重复执行步骤S505至步骤S513之间的步骤，直至原始码中当前的打孔节点的数量与最终打孔模式中的打孔节点的总数相同。
本申请实施例基于上述步骤实现一种数据处理的方法。
本申请实施例提供了一种新型的RS-LDPC-CC乘积码打孔方案。采用乘积码编码方案解决了传统编码方案在低信噪比时译码性能不强、应对突发差错能力较弱和突发错误过于集中时可能译码失败的问题，提高了系统抗误码差错的能力，降低了噪声、随机误码和突发差错对通信系统的影响。尽管RS-LDPC-CC乘积码在误码率方面有优异的表现，但其自交织的构造形式会增加系统时延，所以采用自适应的编码方式，通过打孔在信道条件佳时采用高编码速率，信道条件差时采用低编码速率，从而降低系统时延，提高信道吞吐率。
基于上述实施例，本申请又一实施例示出了在得到RS-LDPC-CC进行初始编码得到原始码之后，对其进行打孔的步骤。其中，令原始码中的每个码字的长为c，未打孔时的码率为
Figure BDA0002120370970000111
则打孔步骤如下：
1、若目标码率为
Figure BDA0002120370970000112
l为总打孔变量节点数，P为打孔周期，可以实现R′码率的打孔模式共有
Figure BDA0002120370970000113
种。若已经有长为k(k≠0)的打孔变量节点，则从长为k+1的打孔节点数起开始构造打孔模式。若尚未开始打孔，则从第一个打孔节点起构造直到长为l的打孔模式。
2、令A1，A2，A3，A4为空。在幸存变量节点中选择打孔节点之后，将导致不可恢复的打孔节点的数目最少的打孔节点存入集合A1，相应节点形成的打孔模式存入集合A2。即
Figure BDA0002120370970000114
A2∪ai→A2，其中ai为打孔模式。
3、表示环陷阱集合最少的数值
Figure BDA0002120370970000115
在集合A2中，选择打孔模式中环陷阱集合最少的打孔模式存入集合A3。即ai∈A2，
Figure BDA0002120370970000116
则A2\ai→A2；
Figure BDA0002120370970000117
A3∪ai→A3。其中，w为环长。
4、表示打孔节点的总数
Figure BDA0002120370970000118
选择w的长度为8、10、12的短环中包含的打孔节点的总数最小的打孔模式存入集合A4。即ai∈A3，若
Figure BDA0002120370970000119
A4∪ai→A4。
Figure BDA00021203709700001110
从A4中选择一个打孔模式作为最终打孔模式。
5、判断当前打孔节点的总数g。若g＝l，则打孔成功。若k≠l，则令k＝k+1，继续执行步骤2至步骤5。
基于上述一种数据处理的方法的实施例，本申请又一实施例示出了具体适用一种数据处理方法的示例。具体的，以GF(28)域的RS(255,233)为行码，LDPC-CC(645,510)为列码。
原始码未打孔时的码率为
Figure BDA0002120370970000121
目标码率为
Figure BDA0002120370970000122
l为总打孔变量节点数，P为打孔周期。集合A1，A2，A3，A4为空。
对八进制的原始码进行RS(255,233)编码，编码结果逐行排列，满510行后切换至下一码块。经过RS编码之后的码块大小为八进制(510*255)，然后转换为大小510*(255*8)的二进制码块。
在RS编码基础之上，逐列进行(21,3,5)LDPC-CC打孔编码。其码率为R＝2/5＝4/10，目标码率为R′＝4/8，P＝2，则首先构造第一码率为R′＝4/9的输出码。未打孔时打孔模式为[00000；00000]，则有
Figure BDA0002120370970000123
种打孔模式可构造目标打孔码，但其中只有5种打孔模式没有重复。
因所有的打孔模式中均不包含不可恢复的打孔节点，所以A2＝{[10000；00000],[01000；00000],[00100；00000],[00010；00000],[00001；00000]}，因A2中打孔模式均不包含环陷阱，所以在A2的基础上得到A3＝{[10000；00000],[01000；00000],[00100；00000],[00010；00000],[00001；00000]}。考虑A3中各个模式包含的长度为8、10、12的短环中打孔节点总数，即
Figure BDA0002120370970000124
Figure BDA0002120370970000125
所以A4＝{[00100；00000]}。
Figure BDA0002120370970000126
构造码率R′＝4/9的当前的打孔模式为a3＝[00100；00000]。
因为打孔码率未达到最终码率，在打孔模式a3的基础上继续打孔，共有9种候选打孔模式。除[01100；00000]外，其余打孔模式不包含不可恢复打孔节点，所以A2＝{[10100；00000],[00110；00000],[00101；00000],[00100；10000],[00100；01000],[00100；00100],[00100；00010],[00100；00001]}。
其中，集合A2中的打孔模式均不包含环陷阱，所以A3＝{[10100；00000],[00110；00000],[00101；00000],[00100；10000],[00100；01000],[00100；00100],[00100；00010],[00100；00001]}。考虑A3中各个模式包含的长度为8、10、12的短环中打孔节点总数，即
Figure BDA0002120370970000127
Figure BDA0002120370970000128
所以A4＝{[00100；00100]}。
Figure BDA0002120370970000129
构造码率R′＝4/8的最终打孔模式为a6＝[00100；00100]。
根据最终打孔模式对原始码进行打孔，生成输出码。并在译码端根据打孔位置信息进行LDPC-CC纵向译码判决，之后按行进行RS横向译码判决，得到译码结果。
如图6所示，为本申请实施例60示出的对待处理信息进行处理的流程的示意图。通过将待处理信息构造为码字充分交织的RS-LDPC-CC乘积码作为原始码，保证了低信噪比时的传输效率。可选地，将比特长度为k1·k2的待处理信息进行预处理，调整为k2行，k1列的待处理信息的矩阵。其次，对已经排列好的k2行、k1列的待处理信息按照RS码编码规则进行RS编码，得到k2*n1的编码矩阵，其中n1-k1列为RS编码后所对应的冗余比特。然后，对得到的k2行、n1列的第一编码矩阵进行纵向编码，将其每一列按照LDPC-CC码的编码规则进行编码，得到n2*n1的编码矩阵，其中后n2-k2行为LDPCC-CC编码规则所对应的冗余比特。
进一步地，在得到RS-LDPC-CC乘积码的原始码之后，对其进行打孔算法。令乘积码的每个码字的长为c，未打孔时的码率为
Figure BDA0002120370970000131
打孔步骤如下：
首先，若目标码率为
Figure BDA0002120370970000132
l为总打孔变量节点数，P为打孔周期，可能可以实现R′码率的打孔模式共有
Figure BDA0002120370970000133
种。若已经有长为k(k≠0)的打孔变量节点，则从长为k+1的打孔节点数起开始构造打孔模式。若尚未开始打孔，则从第一个打孔节点起构造直到长为l的打孔模式。其次，在幸存变量节点中选择打孔节点之后，将导致无法恢复的打孔节点的总数最小的打孔节点存入集合A1，相应节点形成的打孔模式存入集合A2。即
Figure BDA0002120370970000134
A2∪ai→A2。进一步地，
Figure BDA0002120370970000135
选择打孔模式中环陷阱集合最少的打孔模式存入集合A3。即ai∈A2，
Figure BDA0002120370970000136
则A2\ai→A2；
Figure BDA0002120370970000137
A3∪ai→A3。
Figure BDA0002120370970000138
选择长度为8、10、12的短环中包含的打孔节点总数最少的打孔模式存入集合A4。即ai∈A3，若
Figure BDA0002120370970000139
A4∪ai→A4，
Figure BDA00021203709700001310
最后，从A4中选择一个打孔模式作为最终打孔模式。
进一步地，如图7所示，为本申请中实施例70中的RS-LDPC-CC乘积码的打孔方法的实现流程图。其中，对待处理信息进行调整后，输入编码器，在编码器中对调整后的待处理信息首先进行RS编码，其次在RS编码的基础上进行LDPC-CC编码，最后对RS-LDPC-CC成绩码进行打孔。进一步地，经过光电检测和解映射后，将打孔后的输出码输入译码器，并在译码器中分别经过LDPC-CC译码器和RS译码器，生成输出信息。
基于同一发明构思，本申请实施例80还提供一种数据处理的装置，其中，如图8所示，该装置包括：
获取模块81，用于获取待处理信息，并将待处理信息输入编码器；
第一生成模块82，用于在编码器中对待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码；
计算模块83，用于根据原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率；
第二生成模块84，用于基于目标码率，生成在当前信道条件下的适用于原始码的打孔模式，其中，打孔模式用于确定在原始码中需要删除的打孔节点，打孔节点为校验比特位；
打孔模块85，用于将达到目标码率且打孔节点的总数最小的打孔模式确定为最终打孔模式，并使用最终打孔模式对原始码进行打孔，生成输出码。
本实施例中，获取模块81、第一生成模块82、计算模块83、第二生成模块84和打孔模块85的具体功能和交互方式，可参见图1对应的实施例的记载，在此不再赘述。
如图9所示，本申请的又一实施例90还提供一种终端设备，包括处理器90，其中，处理器90用于执行上述一种数据处理的方法的步骤。从图9中还可以看出，上述实施例提供的终端设备还包括非瞬时计算机可读存储介质91，该非瞬时计算机可读存储介质91上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器90运行时执行上述一种数据处理的方法的步骤。实际应用中，该终端设备可以是一台或多台计算机，只要包括上述计算机可读介质和处理器即可。
另外，本申请所述的方法步骤除了可以用数据处理程序来实现，还可以由硬件来实现，例如，可以由逻辑门、开关、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌微控制器等来实现。因此这种可以实现本申请所述方法的硬件也可以构成本申请。
具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘和FLASH等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述的一种数据处理的方法中的各个步骤。实际应用中，所述的计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或多个程序被执行时，能够执行上述的一种数据处理的方法中的各个步骤。
根据本申请公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件，或者上述的任意合适的组合，但不用于限制本申请保护的范围。在本申请公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
本申请附图中的流程图和框图，示出了按照本申请公开的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或者代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应该注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同附图中所标准的顺序发生。例如，两个连接地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按照相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或者流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本申请中。特别地，在不脱离本申请精神和教导的情况下，本申请的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，所有这些组合和/或结合均落入本申请公开的范围。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种数据处理的方法，其特征在于，包括：
获取待处理信息，并将所述待处理信息输入编码器；
在所述编码器中对所述待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码；
根据所述原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率；
基于所述目标码率，生成在所述当前信道条件下的适用于所述原始码的打孔模式，其中，所述打孔模式用于确定在所述原始码中需要删除的打孔节点，所述打孔节点为校验比特位；
将达到所述目标码率且所述打孔节点的总数最小的所述打孔模式确定为最终打孔模式，并使用所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔，生成输出码。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待处理信息的步骤和所述将待处理信息输入编码器的步骤之间，所述方法进一步包括：
对所述待处理信息进行调整，生成调整后的包含K1列和K2行所述校验比特位的所述待处理信息，其中，所述K1和所述K2均为大于1的整数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在编码器中对所述待处理信息进行初始编码的步骤包括：
按照RS码编码规则，对所述待处理信息的K1列进行横向编码，生成第一编码矩阵；
按照LDPC-CC码编码规则，对所述第一编码矩阵的K2行进行纵向编码。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成在当前信道条件下的适用于所述原始码的打孔模式的步骤包括：
基于所述目标码率，计算所述目标码率对应的所述打孔节点的总数；
根据所述目标码率对应的所述打孔节点的总数，计算适用于所述原始码的打孔模式的第一数量，并构造所述第一数量个打孔模式；
判断所述第一数量个打孔模式中是否包含经过有限次迭代译码后仍然不可恢复的所述打孔节点，并在所述第一数量个所述打孔模式中筛选出不包含所述不可恢复的打孔节点对应的第二数量个所述打孔模式中，筛选出环陷阱集合最少的打孔模式。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成在当前信道条件下的适用于所述原始码的打孔模式的步骤还包括：
基于所述当前信道条件下的目标码率确定第一码率，其中，所述第一码率大于所述原始码率小于所述目标码率；
根据所述第一码率，计算所述第一码率对应的所述打孔节点的总数；
根据所述第一码率对应的所述打孔节点的总数，计算适用于所述原始码的打孔模式的第三数量，并构造第三数量个打孔模式；
判断所述第三数量个打孔模式中是否包含经过有限次迭代译码后仍然不可恢复的所述打孔节点，并在所述第三数量个所述打孔模式中筛选出不包含所述不可恢复的打孔节点对应的第四数量个打孔模式中，筛选出环陷阱集合最少的打孔模式。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述筛选出环陷阱集合最少的打孔模式的步骤和所述将达到目标码率且所述打孔节点的总数最小的所述打孔模式确定为最终打孔模式的步骤之间，所述方法进一步包括：
计算在各个所述环陷阱集合最小的打孔模式下的所述打孔节点的总数。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将达到所述目标码率且所述打孔节点的总数最小的所述打孔模式确定为最终打孔模式的步骤和所述使用所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔的步骤之间，所述方法进一步包括：
根据在所述第四数量个打孔模式中筛选出所述环陷阱集合最少的打孔模式，对所述原始码进行打孔，并在打孔后的所述原始码上重复执行所述确定第一码率至所述筛选出环陷阱集合最少的打孔模式的步骤，直至所述第一码率与所述目标码率相同。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将达到目标码率且所述打孔节点的总数最小的所述打孔模式确定为最终打孔模式的步骤和所述使用最终打孔模式对所述原始码进行打孔的步骤之间，所述方法进一步包括：
判断所述原始码中是否已经打孔，并当所述原始码中已经存在X个所述打孔节点时，从第X个所述打孔节点的下一个打孔节点开始按照所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔，其中，所述X为大于0且小于所述最终打孔模式中的所述打孔节点的总数的整数；
当所述原始码中不存所述打孔节点时，则按照所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算在各个所述环陷阱集合最小的打孔模式下的所述打孔节点的总数的步骤和所述生成输出码的步骤之间，所述方法进一步包括：
判断在使用所述最终打孔模式后，所述原始码中当前的所述打孔节点的数量是否与所述目标码率对应的所述打孔节点的总数相同；
当在不相同时，重新执行所述计算在当前信道条件下的目标码率至使用所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔的步骤，直至所述原始码中当前的所述打孔节点的数量与所述目标码率对应的所述打孔节点的总数相同。
10.一种数据处理的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待处理信息，并将所述待处理信息输入编码器；
第一生成模块，用于在所述编码器中对所述待处理信息进行初始编码，并生成初始编码后的原始码；
计算模块，用于根据所述原始码的原始码率，计算在当前信道条件下的目标码率；
第二生成模块，用于基于所述目标码率，生成在所述当前信道条件下的适用于所述原始码的打孔模式，其中，所述打孔模式用于确定在所述原始码中需要删除的打孔节点，所述打孔节点为校验比特位；
打孔模块，用于将达到所述目标码率且所述打孔节点的总数最小的所述打孔模式确定为最终打孔模式，并使用所述最终打孔模式对所述原始码进行打孔，生成输出码。
11.一种非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如权利要求1至9任一项所述的一种数据处理的方法中的各个步骤。
12.一种终端设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行如权利要求1至9中任一项所述的一种数据处理的方法中的各步骤。
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