CN114978198A - 基于外码辅助的级联随机接入译码方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种基于外码辅助的级联随机接入译码方法及相关设备。该方法包括：获得多个串行级联编码的混叠码字，每个码字混叠了一个时隙内接入的全部接入用户发送的用户数据；对混叠码字进行列表译码，得到多个候选外码；对外码执行外码译码，得到候选译码码字的外码译码信息；对每个候选译码码字，根据对应的外码译码信息，确定候选译码码字蕴含的用户数量；当用户数量小于等于区分阈值，将该候选译码码字作为列表译码的幸存译码码字，并进行外码译码分离，得到接入该时隙内的所有用户数据，收集所有时隙内的译码结果即可完成该接入帧内所有用户数据的接入。本方法可以有效提升无线通信系统中具有级联结构的巨址随机接入编码方案的性能。
Description
技术领域
本申请的实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于外码辅助的级联随机接入译码方法及相关设备。
背景技术
在当前无线通信系统的非协作随机接入的场景中，需要面临不断增长的用户数据接入需求，尤其是在面对大于106量级的海量级用户地址的用户数据接入时，往往导致无协作通信系统在数据接入方面的性能不足。
基于此，需要一种能够增强通信系统性能的方案。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于外码辅助的级联随机接入译码方法及相关设备。
基于上述目的，本申请提供基于外码辅助的级联随机接入译码方法，应用于串行级联随机接入编码系统的接收端，该方法包括：
获得多个串行级联编码的混叠码字，每个所述混叠码字混叠了一个时隙内全部接入用户的用户数据；
对每个所述串行级联编码的混叠码字进行列表译码，得到多个候选译码码字；
对每个所述候选译码码字进行外码译码，得到该候选译码码字的外码译码信息；
对于每个所述候选译码码字，根据对应的所述外码译码信息，确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量；
响应于确定所述候选译码码字对应的所述用户数量小于等于预设的区分阈值，将该所述候选译码码字作为幸存码字，对所述幸存码字进行译码分离，得到该时隙内的所述用户数据，完成所述用户数据的接入。
进一步地，所述对每个所述候选译码码字进行外码译码，得到该候选译码码字的外码译码信息，包括：
基于该所述候选译码码字，确定该候选译码码字的伴随式向量；
根据该伴随式向量，基于牛顿恒等式构造错误位置多项式，并确定所述错误位置多项式；
求解所述错误位置多项式的根；
将所述伴随式向量、所述错误位置多项式和所述错误位置多项式的根作为所述外码译码信息。
进一步地，所述基于该所述候选译码码字，确定对应所述时隙下该候选译码码字的伴随式向量，包括：
根据所述候选译码码字确定所述伴随式向量中的奇数位；
根据如下公式，确定所述伴随式向量的偶数位：
其中，Si代表所述伴随式向量的偶数位；
利用所述奇数位和偶数位确定所述伴随式向量。
进一步地，所述根据对应的所述外码译码信息，确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量，包括：
响应于所述错误位置多项式的次幂大于预设的所述区分阈值，确定所述用户数量大于所述区分阈值；
响应于所述错误位置多项式的次幂小于等于预设的所述区分阈值，且所述错误位置多项式的次幂不等于所述错误位置多项式的根的个数，确定所述用户数量大于所述区分阈值；
响应于所述错误位置多项式的次幂小于等于预设的所述区分阈值，且所述错误位置多项式的次幂等于所述错误位置多项式的根的个数，确定所述用户数量小于等于所述区分阈值；
响应于所述伴随式向量为0，确定所述用户数量为0。
进一步地，所述确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量，还包括：
响应于确定全部所述候选译码码字所对应的所述用户数量均为0，跳出所述用户数据的接入；
响应于确定全部所述候选译码码字所对应的所述用户数量均大于预设的所述区分阈值，丢弃所有所述候选译码码字，并返回译码分离失败。
进一步地，所述响应于确定所述候选译码码字对应的所述用户数量小于等于预设的区分阈值，将该所述候选译码码字作为幸存码字，包括：
响应于确定存在多个所述候选译码码字满足对应的所述用户数量大于0且小于等于预设的区分阈值，随机选择一个所述候选译码码字作为所述幸存码字；
响应于确定存在唯一所述候选译码码字满足对应的所述用户数量大于0且小于等于预设的区分阈值，将该候选译码码字作为所述幸存码字。
进一步地，所述获得多个串行级联编码的混叠码字，包括：
所述接收端在每个传输帧内接收多个所述时隙的混叠信号；
每个所述时隙内包括一个混叠信号。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种基于外码辅助的级联随机接入译码装置，包括：
接收模块，被配置为：获得多个串行级联编码的混叠码字，每个所述混叠码字混叠了一个时隙内全部接入用户的用户数据；
内码译码模块，被配置为：对每个所述串行级联编码的混叠码字进行列表译码，得到多个候选译码码字；
外码译码模块，被配置为：对每个所述候选译码码字进行外码译码，得到该候选译码码字的外码译码信息；
用户数量分析模块，被配置为：对于每个所述候选译码码字，根据对应的所述外码译码信息，确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量；
判定与接入模块，被配置为：响应于确定所述候选译码码字对应的所述用户数量小于等于预设的区分阈值，将该所述候选译码码字作为幸存码字，对所述幸存码字进行译码分离，得到该时隙内的所述用户数据，完成所述用户数据的接入。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一项所述的基于外码辅助的级联随机接入译码方法。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其中，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述基于外码辅助的级联随机接入译码方法。
从上面所述可以看出，本申请提供的基于外码辅助的级联随机接入译码方法及相关设备，基于T-Fold码构造的串行级联编码的混叠码字，综合考虑了串行级联编码的混叠码字其内码和外码之间的关联，当串行级联编码的混叠码字混叠了大量的用户数据时，先对内码进行列表译码，将外码编码时的相关信息作为辅助信息，对得到的全部候选译码码字直接进行外码译码得到外码译码信息，以此来有效地利用外码的自身特点进行译码，不必割裂内码译码过程和外码译码过程，从而实现性能的提升。
具体地，将候选译码码字的筛选设计在外码译码完成后进行，利用外码译码信息对得到的候选译码码字进行进一步筛选和确定，从而可以有效解决时隙竞争的问题，最后对得到的幸存码字并进行译码分离，实现数据的接入。可以看出，本方法有效利用了外码自身的特点提高了通信系统在数据接入方面的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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的附图。
图1为本申请实施例的基于外码辅助的级联随机接入译码方法的流程图；
图2为本申请实施例的编码和译码的过程示意图；
图3为本申请实施例的幸存码字选择示意图；
图4为本申请实施例的基于外码辅助的级联随机接入译码装置模块示意图；
图5为本申请实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本申请的实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请的实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如背景技术部分所述，相关的基于外码辅助的级联随机接入译码方法还难以满足实际场景中海量用户数据接入的需要。
申请人在实现本申请的过程中发现，相关的基于外码辅助的级联随机接入译码方法存在的主要问题在于：在数据接入时，需要对收到的串行级联编码的混叠码字进行译码，由于该编码是具备了外码和内码的串行结构，因此，在相关技术中往往根据其串行结构严苛地将内码的译码和外码的译码割裂开来各自单独进行，也即在内码译码后，根据一定规则选择一个无差错的结果作为幸存码字，再将该幸存码字馈入到外码译码器中单独进行外码译码。
在上述方式中，由于外码和内码割裂开单独进行译码，各自需要不同的信息，并为各自设计复杂的译码过程，这将导致通信系统在数据接入方面的性能低下。同时，发送端在发送用户数据时，各个用户和接收端之间无法协调，尤其在面对海量用户地址和海量用户数据时，译码的过程必然会引入各个用户间的时隙竞争，难以保证内码译码后所选出的幸存码字必然具备合理数量的用户，而过多的用户数量往往超出了外码译码的纠错能力，导致外码译码的失败，因此，上述译码方式在面对时隙竞争时非常乏力。
本申请中使用的BCH码是指全称为Bose–Chaudhuri–Hocquenghem码的循环码，BCH码可以把信源待发的信息序列按固定的λ位一组划分成消息组，再将每一消息组独立变换成长为γ(γ>λ)的二进制比特向量，并称为码字。
本申请中使用的T-Fold码是指基于BCH码的、可以纠T个错误的折叠二进制码。
申请人在研究中发现，BCH码作为具有严格代数结构的一类强有力的可检错、可纠错的循环码，因此，基于BCH校验矩阵所构造的T-Fold码可以根据其自身的编码特点，利用其译码时的相关信息作为辅助信息进行译码。
同时，基于BCH码校验矩阵构造的T-fold码可以采取BMA算法(Berlekamp-Massey算法)进行译码，经BMA算法译码后可以返回是否有用户存在，同时也可以返回BMA算法译码是否成功等信息。
申请人在研究中还发现，若将基于BCH码校验矩阵构造的T-fold码作为外码，则在其译码过程中，可以将幸存码字的筛选放在外码译码后，也就是说，可以先进行内码的译码，对于得到的多个内码译码结果均进行外码译码，以此来解决时隙竞争的问题。
以下，通过具体的实施例，并具体示例来详细说明本申请的技术方法。
参考图1和图2，本申请一个实施例的基于外码辅助的级联随机接入译码方法，应用于串行级联随机接入编码系统的接收端，包括以下步骤：
步骤S101、获得多个串行级联编码的混叠码字，每个所述混叠码字混叠了一个时隙内全部接入用户的用户数据。
在本申请的实施例中，以图2示出的编码和译码的过程示意图为例，包括有多个用户和一个基站；其中，多个用户共同作为发送端，发送端对各个用户准备发送的消息序列进行串行级联编码，也就是说，该编码中混叠了多个用户的用户数据，并将该编码的信号发送至接收端，在本实施例中，将基站作为接收端，用于对收到的编码进行译码，并筛选出最后的幸存码字，以对幸存码字进行译码分离得到用户数据。
其中，发送端的用户的数量为超过106量级的海量用户，也即存在106量级的海量用户，其中，海量用户将发出巨址随机接入编码，该巨址随机接入编码混叠了一个时隙内的上述海量用户的用户数据，，在本实施例中，作为接收端的基站也需要对巨址随机接入编码进行译码和接入。
在本实施例中，接收端接收到的串行级联编码的混叠码字是发送端通过特定的编码方式得到的，具体地，发送端基于BCH码校验矩阵构造T-Fold码，并将其作为外码，再对T-Fold码进行内码编码，得到上述的串行级联编码的混叠码字，因此，接收端对于接收到的该编码的译码也将基于BCH校验矩阵的辅助信息来实现。
进一步的，发送端构造串行级联编码的混叠码字的具体过程，以及，与接收端进行通信的通信过程如下：
首先，如图2所示，基站将以广播形式发送传输接入的信标，发送端可以持续执行步骤S201、监听广播信标，以实时监听基站的接入信标信号。
然后，发送端在监听到基站的接入信标信号后，执行步骤S202、建立时隙同步和帧同步。
在本步骤中，各个用户将与基站建立传输帧的帧同步和时隙同步，其中，传输帧可以是例如Mac帧的数据帧，并包含了多个时隙。
进一步地，基于完成上述的同步过程，发送端执行步骤S203、执行外码编码。
在本步骤中，首先构造具有如下参数的二进制BCH码：
码长为：2B-1；校验位数目为：(2B-1)-k≤mT；最小距离为：dmin≥2T+1。
其中，B为大于等于3的任意整数，T则表示在上述码长长度的分组中，该BCH码能够纠正T个或者少于T个差错的任意组合，并且T<2B-1，在下述的用户数量判定过程中，可以将T作为预设的区分阈值。
进一步地，该BCH码的生成多项式是基于其在伽罗华域GF(2B)上的根确定的，并进一步地可以得到BCH码校验矩阵H，该BCH码校验矩阵具体为：
其中，α表示伽罗华域GF(2B)上的本原元，并且该生成多项式是伽罗华域上以α，α2，α3，…，α2T为根的最低次数多项式；进一步地，该BCH码校验矩阵中的一列可以作为该T-Fold码的一个码字。
进一步地，该BCH码校验矩阵还具有如下特征：
H中的各元素都取自伽罗华域GF(2B)；GF(2B)的每个元素都可以表示为伽罗华域GF(2)上的一个B维向量；并具有维度：T行，2B-1＝n列，第一行包含了GF(2B)中所有的非零元素，也即对于长度为B的消息序列，均可以在第一行找到对应的列；每一列向量的长度等于T，也即该T-Fold码的纠错能力T，也即，多个不同T-fold码混叠在一起时能够区分分离的最大不同用户数T的能力。
在本实施例的编码过程中，基于上述的BCH码校验矩阵，可以构造T-Fold码作为随机接入码，也即本实施例中外码的编码。
首先，对于待传输的消息序列M，其长度为B，纠错能力为T，将上述BCH码校验矩阵H进一步构造为如下所示的基于GF(2B)域纠T个差错的BCH码校验矩阵
其中，符号×用于示意一个矩阵的两个维度。
然后，确定待传输的消息序列M在
第一行的位置：index(M)。
最后，选取其所在的第i＝index(M)列作为对应的T-Fold码码字，也即外码码字：
CT-Fold(M)＝(αi，α3i，…，α(2T-1)i)。
其中，该外码码字的码率为
进一步地，基于上述的外码编码，发送端执行步骤S204、执行内码编码。
在本实施例中，由于在下述的接入方法中，对内码的译码过程采取列表译码，因此在内码的编码过程中需要采取适用于列表译码的内码编码场景，可以是面向短码长设计构造的编码，例如极化码、咬尾卷积码、RS码(理德-所罗门所码)等，在本实施例中，不具体限定内码的编码方式。
进一步地，采取适合的编码方式对外码编码后的T-Fold码进行内码编码，并将完成内码编码的码字表示为：Cin(CT-Fold(M))，该码字也即上述的串行级联编码的混叠码字，该编码混叠了来自多个用户的用户数据。
进一步地，基于上述完成的内码编码，发送端执行步骤S205、调制信号并发送。
具体地，发送端将码字Cin(CT-Fold(M))映射为BPSK(二进制相移键控)的调制符号，并在同一个传输帧内，根据各个用户随机选择的时隙，同时完成所述传输帧内所有用户的用户数据的发送；其中，每个传输帧内包含有多个时隙，每个时隙内具有一个串行级联编码的混叠码字，此时，该码字所混叠的用户数据覆盖了对应时隙内的全部用户。
进一步地，发送端的发送过程可以通过高斯多址随机接入信道的方式进行。
进一步地，接收端执行步骤S206、接收信道输出。
具体地，信道输出的数据即为上述经过映射的串行级联编码的混叠码字，因此，接收端通过接收信道的输出，可以在一个传输帧内接收其全部时隙内的串行级联编码的混叠码字。
进一步地，接收端将获得与各个时隙对应的多个串行级联编码的混叠码字。
进一步地，接收端执行步骤S207、对串行级联编码的混叠码字进行译码，并接入数据。
具体地，如下的步骤S102和步骤S103具体描述了对串行级联编码的混叠码字进行译码的过程；步骤S104和步骤S105具体描述对译码结果的选择，以及接入数据的过程。
步骤S102、对每个所述串行级联编码的混叠码字进行列表译码，得到多个候选译码码字。
在本步骤S102中，由于接收端对内码和外码的译码是相对独立进行的，因此可以采取列表译码的方式来进行内码的译码，并且，在短时隙的条件下，可以取得逼近容量性的性能。
具体地，可以将串行级联编码的混叠码字馈入到内码译码器中，该内码译码器所执行的译码算法为上述的列表译码，基于上述的示例，在编码过程中可以选择不同的内码编码方式，则在内码译码过程中令内码译码器执行与编码方式对应的列表译码算法即可。
例如，以极化码进行内码编码时，则在内码译码中可以采取极化码的连续消除列表译码；以咬尾卷积码进行内码编码时，则在内码译码中可以采取咬尾卷积码的列表维比特算法；以RS码进行内码编码时，则在内码译码中可以采取RS码的顺序统计译码等。
进一步地，对于每个串行级联编码的混叠码字，在其经过接收端的内码译码后，均可以在相应时隙内得到与该串行级联编码的混叠码字对应的多个候选译码码字，在本实施例中表示为L个，也可以称其为L个内码译码结果。
其中，每个候选译码码字代表混叠了多个用户数据的一个外码码字。
步骤S103、对每个所述候选译码码字进行外码译码，得到该候选译码码字的外码译码信息。
在本申请的实施例中，接收端采用基于BCH码校验矩阵的BMA算法(Berlekamp-Massey算法)，对步骤S102中得到的L个候选译码码字进行外码译码。
在本实施例中，外码译码的过程包括四个部分：计算伴随式向量、构造错误位置多项式、求解错误位置多项式的根和筛选幸存码字。
首先，接收端对每个候选译码码字进行伴随式向量的计算。
在本实施例中，预设在第i个时隙内所具备的用户数量为w，该时隙在BCH码校验矩阵
中所对应的列号为：{i1，i2，…，ij，…，iw}。
进一步地，可以认为在该时隙内接收到的混叠多个用户数据的外码码字为：
进一步地，将上述的外码码字作为伴随式向量中的奇数位。
对于伴随式向量中剩余的偶数位，可以依据如下所示的关系式求得：
其中，i均表示伴随式向量中偶数位的编号。
具体地，当欲求解的偶数位Si，其编号i除以2后为奇数时，也即
为奇数时，可以直接按照上述的公式，对编号为i的偶数位进行求解。
进一步地，若
为偶数时，则需要迭代执行上述的关系式，也即，再次利用上述关系式，判断
是否为奇数，直到不断迭代的
为奇数时，在按照上述的方式再求解Si。
进一步地，合并上述的奇数位和偶数位，可以得到如下所示的完整的伴随式向量：
S＝(S1，S2，…，S2T)
在本实施例中，求得伴随是向量后，接收端可以基于伴随式向量为每个候选译码码子构造错误位置多项式。
具体地，错误位置多项式可以表示为如下形式：
σ(X)＝σ0+σ1X+σ2X2+...+σvXv
其中，错误位置多项式中的系数σi和伴随式向量之间的关系可以依据如下的牛顿恒等式确定：
S1+σ1＝0
S2+σ1S1+2σ2＝0
S3+σ1S2+σ2S1+3σ3＝0
Sj+σ1Sj-1+...+σj-1S1+jσj＝0
进一步地，基于构造的错误位置多项式，可以求得错误位置多项式的根，在该错误位置多项式中，可以通过求得根的倒是得到错误位置数，并进一步确定错误位置多项式的次幂和跟的个数。
在本实施例中，将每个候选译码码字各自的伴随式向量、错误位置多项式和错误位置多项式的根作为该候选译码码字的外码译码信息，以进行下述对幸存码字的筛选。
步骤S104、对于每个所述候选译码码字，根据对应的所述外码译码信息，确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量。
在本申请的实施例中，对于每个候选译码码字，根据上述得到的外码译码信息，确定基于该候选译码码字，在对应时隙内所具备的用户数量。
具体地，如图3所示，接收端执行子步骤S301、初始化；以K代表候选译码码字的顺序，将K初始化为1，也即从L个候选译码码字中的第一个开始；在本实施例中，不对候选译码码字的顺序排序做具体限定，可以是随机排序，也可以是按照具体场景的需求进行排序。
进一步地，接收端执行子步骤S302、确定第K个候选译码码字的用户数量。
具体地，读取第K个候选译码码字的译码信息，并根据如下的规则对该候选译码码字在对应时隙内的用户数量进行确定：
第1类情况：若伴随式向量为0，则认为基于第K个候选译码码字，在其对应时隙内没有用户出现。
在本实施例中，将此类情况表示为如下布尔变量的赋值：
FlagWoN←0
第2类情况：若伴随式向量不为0，则认为基于第K个候选译码码字，在其对应时隙内有用户出现。
在本实施例中，将此类情况表示为如下布尔变量的赋值：
FlagWoN←1
第3类情况：在伴随式向量不为0时，且错误多项式的根的个数大于设计的T-Fold码的纠错能力T，也即上述的区分阈值时，则认为基于第K个候选译码码字，在其对应时隙内的用户数量多于T，译码分离将失败。
在本实施例中，将此类译码分离失败的情况表示为如下布尔变量的赋值：
FlagWDS←0
第4类情况：在伴随式向量不为0时，且错误多项式的根的个数小于等于设计的区分阈值时，则认为基于第K个候选译码码字，在其对应时隙内的用户数量小于等于T。
进一步地，在第4类情况中，还细分为如下的两类子类别：
当错误多项式的根的个数等于错误多项式的次幂时，则认为可以译码区分各个用户数据，并在本实施例中将此类情况表示为如下布尔变量的赋值：
FlagWDS←1
当错误多项式的根的个数不等于错误多项式的次幂时，则认为错误不可纠，无法译码区分各个用户数据，译码分离将失败。
在本实施例中，将此类译码分离失败的情况表示为如下布尔变量的赋值：
FlagWDS←0
步骤S105、响应于确定所述候选译码码字对应的所述用户数量小于等于预设的区分阈值，将该所述候选译码码字作为幸存码字，对所述幸存码字进行译码分离，得到该时隙内的所述用户数据，完成所述用户数据的接入。
在本申请的实施例中，基于对每个候选译码码字所确定的用户数量，可以对从全部候选译码码字中进行筛选，得到一个幸存码字。
具体地，如图3所示，接收端执行子步骤S303、判定第K个候选译码码字的布尔变量FlagWoN和布尔变量FlagWDS。
进一步地，当该候选译码码字的布尔变量符合FlagWoN＝＝1&&FlagWDS＝＝1的条件时，可以认为基于第K个候选译码码字，在其对应时隙内有用户出现，且用户数量不为小于等于区分阈值T，并且可以成功译码分离。
进一步地，执行子步骤S306、得到幸存码字，也即将满足上述条件的候选译码码字作为幸存码字。
进一步地，当该候选译码码字上述两布尔个变量中任一布尔变量为0时，则执行图3中的子步骤S304、判断候选译码码字是否全部判定结束。
在步骤S304中，若K小于全部候选译码码字的个数L时，则认为仍有未进行上述布尔变量判定的候选译码码字，则执行子步骤S305、进行下一候选译码码字的布尔变量判定。
具体地，如图3所示，将K进行加1，返回子步骤S302，以对第K+1个候选译码码字的布尔变量进行判定。
若K不小于全部候选译码码字的个数L时，则认为最后一个候选译码码字已经完成关于上述两个布尔变量的判定，则执行子步骤S307、判断是否存在任一幸存码字的布尔变量符合FlagWoN＝＝1&&FlagWDS＝＝1的条件。
进一步的，若不存在符合布尔变量FlagWoN＝＝1&&布尔变量FlagWDS＝＝1条件的任一候选译码码字时，则认为不存在任何幸存码字，也即在子步骤S307中的结果为否，执行子步骤S308、丢掉所有候选译码码字，也即丢弃全部的用户数据，并结束译码，在此时将返回译码失败的结果。
进一步地，执行子步骤S309、译码分离。
具体地，在多数情况下，只存在一个幸存码字，接收端可以直接对该幸存码字进行译码分离，以得到该时隙内的用户数据，完成用户数据的接入即可。
在一些情况下，由于码长等的原因，会出现多个幸存码字，在本实施例中将该情况作为漏检，在此情形下，可以在多个幸存码字中随机选取一个进行译码分离，并得到该时隙内的用户数据，完成用户数据的接入。
需要说明的是，若全部候选译码码字的布尔变量FlagWoN均为0时，则跳出用户数据的接入。
从上面所述可以看出，本申请提供的基于外码辅助的级联随机接入译码方法及相关设备，基于T-Fold码构造的串行级联编码的混叠码字，综合考虑了串行级联编码的混叠码字其内码和外码之间的关联，当串行级联编码的混叠码字混叠了大量的用户数据时，先对内码进行列表译码，将外码译码时的相关信息作为辅助信息，对得到的全部候选译码码字直接进行外码译码得到外码译码信息，以此来有效地利用外码的自身特点进行译码，不必割裂内码译码过程和外码译码过程，从而实现性能的提升。
具体地，将候选译码码字的筛选设计在外码译码完成后进行，利用外码译码信息对得到的候选译码码字进行进一步筛选和确定，从而可以有效解决时隙竞争的问题，最后对得到的幸存码字并进行译码分离，实现数据的接入。可以看出，本方法有效利用了外码自身的特点提高了通信系统在数据接入方面的性能
需要说明的是，本申请的实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请的实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
可以理解，该方法可以通过任何具有计算、处理能力的装置、设备、平台、设备集群来执行。
需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请的实施例还提供了一种基于外码辅助的级联随机接入译码装置。
参考图4，所述基于外码辅助的级联随机接入译码装置，包括：接收模块401、内码译码模块402、外码译码模块403、用户数量分析模块404和判定与接入模块405。
其中，接收模块401，被配置为：获得多个串行级联编码的混叠码字，每个所述混叠码字混叠了一个时隙内全部接入用户的用户数据；
内码译码模块402，被配置为：对每个所述串行级联编码的混叠码字进行列表译码，得到多个候选译码码字；
外码译码模块403，被配置为：对每个所述候选译码码字进行外码译码，得到该候选译码码字的外码译码信息；
用户数量分析模块404，被配置为：对于每个所述候选译码码字，根据对应的所述外码译码信息，确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量；
判定与接入模块405，被配置为：响应于确定所述候选译码码字对应的所述用户数量小于等于预设的区分阈值，将该所述候选译码码字作为幸存码字，对所述幸存码字进行译码分离，得到该时隙内的所述用户数据，完成所述用户数据的接入。
作为一个可选的实施例，所述接收模块401，具体被配置为：
每个传输帧内接收多个所述时隙的混叠信号；
每个所述时隙内包括一个混叠信号。
作为一个可选的实施例，所述内码译码模块402，具体被配置为：
在内码译码过程中，针对其编码的方式，采取列表译码进行内码译码。
其中，内码的编码方式可以采取适用于列表译码的内码编码场景，可以是面向短码长设计构造的编码，例如极化码、咬尾卷积码、RS码(里德-所罗门码)和BCH码等，在本实施例中，不具体限定内码的编码方式。
作为一个可选的实施例，所述外码译码模块403，具体被配置为：
基于该所述候选译码码字，确定该候选译码码字的伴随式向量；
根据该伴随式向量，并确定所述错误位置多项式；
求解所述错误位置多项式的根；
将所述伴随式向量、所述错误位置多项式和所述错误位置多项式的根作为所述外码译码信息。
其中，可以根据所述候选译码码字确定所述伴随式向量中的奇数位；
根据如下公式，确定所述伴随式向量的偶数位：
其中，Si代表所述伴随式向量的偶数位；
利用所述奇数位和偶数位确定所述伴随式向量。
作为一个可选的实施例，所述用户数量分析模块404，具体被配置为：响应于所述错误位置多项式的次幂大于预设的所述区分阈值，确定所述用户数量大于所述区分阈值；
响应于所述错误位置多项式的次幂小于等于预设的所述区分阈值，且所述错误位置多项式的次幂不等于所述错误位置多项式的根的个数，确定所述用户数量大于所述区分阈值；
响应于所述错误位置多项式的次幂小于等于预设的所述区分阈值，且所述错误位置多项式的次幂等于所述错误位置多项式的根的个数，确定所述用户数量小于等于所述区分阈值；
响应于所述伴随式向量为0，确定所述用户数量为0。
作为一个可选的实施例，所述判定与接入模块405，具体被配置为：响应于确定存在多个所述候选译码码字满足对应的所述用户数量大于0且小于等于预设的区分阈值，随机选择一个所述候选译码码字作为所述幸存码字；
响应于确定存在唯一所述候选译码码字满足对应的所述用户数量大于0且小于等于预设的区分阈值，将该候选译码码字作为所述幸存码字。
进一步地，响应于确定全部所述候选译码码字所对应的所述用户数量均为0，跳出所述用户数据的接入；
响应于确定全部所述候选译码码字所对应的所述用户数量均大于预设的所述区分阈值，丢弃所有所述候选译码码字，并返回译码分离失败。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请的实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的基于外码辅助的级联随机接入译码方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一实施例所述的基于外码辅助的级联随机接入译码方法。
图5示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备、动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本申请实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入/输出模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本申请实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的基于外码辅助的级联随机接入译码方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于外码辅助的级联随机接入译码方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于外码辅助的级联随机接入译码方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请的实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请的实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请的实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请的实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本申请的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请的实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于外码辅助的级联随机接入译码方法，其特征在于，应用于接收端；
所述方法包括：
获得多个串行级联编码的混叠码字，每个所述混叠码字混叠了一个时隙内全部接入用户的用户数据；
对每个所述串行级联编码的混叠码字进行列表译码，得到多个候选译码码字；
对每个所述候选译码码字进行外码译码，得到该候选译码码字的外码译码信息；
对于每个所述候选译码码字，根据对应的所述外码译码信息，确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量；
响应于确定所述候选译码码字对应的所述用户数量小于等于预设的区分阈值，将该所述候选译码码字作为幸存码字，对所述幸存码字进行译码分离，得到该时隙内的所述用户数据，完成所述用户数据的接入。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个所述候选译码码字进行外码译码，得到该候选译码码字的外码译码信息，包括：
基于该所述候选译码码字，确定该候选译码码字的伴随式向量；
根据该伴随式向量，基于牛顿恒等式构造错误位置多项式，并确定所述错误位置多项式；
求解所述错误位置多项式的根；
将所述伴随式向量、所述错误位置多项式和所述错误位置多项式的根作为所述外码译码信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于该所述候选译码码字，确定对应所述时隙下该候选译码码字的伴随式向量，包括：
根据所述候选译码码字确定所述伴随式向量中的奇数位；
根据如下公式，确定所述伴随式向量的偶数位：
其中，Si代表所述伴随式向量的偶数位；
利用所述奇数位和偶数位确定所述伴随式向量。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据对应的所述外码译码信息，确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量，包括：
响应于所述错误位置多项式的次幂大于预设的所述区分阈值，确定所述用户数量大于所述区分阈值；
响应于所述错误位置多项式的次幂小于等于预设的所述区分阈值，且所述错误位置多项式的次幂不等于所述错误位置多项式的根的个数，确定所述用户数量大于所述区分阈值；
响应于所述错误位置多项式的次幂小于等于预设的所述区分阈值，且所述错误位置多项式的次幂等于所述错误位置多项式的根的个数，确定所述用户数量小于等于所述区分阈值；
响应于所述伴随式向量为0，确定所述用户数量为0。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量，还包括：
响应于确定全部所述候选译码码字所对应的所述用户数量均为0，跳出所述用户数据的接入；
响应于确定全部所述候选译码码字所对应的所述用户数量均大于预设的所述区分阈值，丢弃所有所述候选译码码字，并返回译码分离失败。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于确定所述候选译码码字对应的所述用户数量小于等于预设的区分阈值，将该所述候选译码码字作为幸存码字，包括：
响应于确定存在多个所述候选译码码字满足对应的所述用户数量大于0且小于等于预设的区分阈值，随机选择一个所述候选译码码字作为所述幸存码字；
响应于确定存在唯一所述候选译码码字满足对应的所述用户数量大于0且小于等于预设的区分阈值，将该候选译码码字作为所述幸存码字。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得多个串行级联编码的混叠码字，包括：
所述接收端在每个传输帧内接收多个所述时隙的混叠信号；
每个所述时隙内包括一个混叠信号。
8.一种基于外码辅助的级联随机接入译码装置，包括：
接收模块，被配置为：获得多个串行级联编码的混叠码字，每个所述混叠码字混叠了一个时隙内全部接入用户的用户数据；
内码译码模块，被配置为：对每个所述串行级联编码的混叠码字进行列表译码，得到多个候选译码码字；
外码译码模块，被配置为：对每个所述候选译码码字进行外码译码，得到该候选译码码字的外码译码信息；
用户数量分析模块，被配置为：对于每个所述候选译码码字，根据对应的所述外码译码信息，确定在该时隙内，该候选译码码字所蕴含的用户数量；
判定与接入模块，被配置为：响应于确定所述候选译码码字对应的所述用户数量小于等于预设的区分阈值，将该所述候选译码码字作为幸存码字，对所述幸存码字进行译码分离，得到该时隙内的所述用户数据，完成所述用户数据的接入。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
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