CN116707549A - 一种基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法 - Google Patents

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CN116707549A CN202310519820.0A CN202310519820A CN116707549A CN 116707549 A CN116707549 A CN 116707549A CN 202310519820 A CN202310519820 A CN 202310519820A CN 116707549 A CN116707549 A CN 116707549A
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Abstract

本发明公开了一种基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，包括：当接收到w个连续时刻对应的w个码字块时，将w个码字块放入当前译码窗口，将w个码字块中的第1个码字块作为当前目标码字块，对w个码字块的信息初始化；w个连续时刻为t时刻至t+w‑1时刻；w个码字块为码字块t至码字块t+w‑1；根据w个码字块的初始化的信息和当前译码窗口，对当前目标码字块译码，并在译码结束后接收t+w时刻对应的码字块t+w，并确定出下一个译码窗口和下一个目标码字块，对码字块t+w的信息进行初始化；根据码字块t+w的初始化的信息和下一个译码窗口，对下一个目标码字块译码，如此滑窗译码，直至对接收的最后一个码字块译码结束。

Description

一种基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法
技术领域
本发明属于编解码技术领域，具体涉及一种基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法。
背景技术
空间耦合码是一类由传统编码方式构造新码的方法，通过对分量码交织、叠加等得到具有卷积结构的长码，其编码思想结合了分组编码和递归卷积编码。由于性能优于分量码，且可以采用滑窗算法进行低时延译码，空间耦合码受到学术界广泛关注。Braided分组码是Truhachev等人提出的一种空间耦合码，可以看作乘积码的卷积形式。Zhang等人将卷积码作为分量码，提出了一种Braided卷积码，其约束长度较短，编码过程与Turbo码类似。Braided自正交码是一类采用Braided编码思想、以自正交码作为分量码的空间耦合码。Braided码可以采用流水线结构和滑窗算法进行译码，自正交码是一类特殊的卷积码，可以采用BCJR算法，但BCJR算法的复杂度与约束长度呈指数关系，分量码约束长度较大时，复杂度较高。
目前，由于编织自正交码不同时刻的码字之间存在耦合关系，传统的译码策略在等待接收端接收到全部信息块后才进行译码，如此，存在较大延迟，降低了译码效率。
发明内容
为了解决相关技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明提供一种基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，包括：
接收发送端发送的码字块；
当接收到与w个连续时刻一一对应的w个码字块时，将所述w个码字块放入当前译码窗口，将所述w个码字块中的第1个码字块作为当前目标码字块，对所述w个码字块的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比进行初始化；w个连续时刻为t时刻至t+w-1时刻；w个码字块为码字块t至码字块t+w-1；w为大于1的整数，t为大于或等于0的整数；
根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，所述当前目标码字块，以及所述当前译码窗口中的剩余码字块，采用译码器对所述当前目标码字块进行译码，得到所述当前目标码字块的译码结果；
接收t+w时刻对应的码字块t+w，并将码字块t+1至码字块t+w作为下一个译码窗口，将码字块t+1作为下一个目标码字块，并对所述码字块t+w的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比进行初始化；
根据码字块t+w的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，所述下一个目标码字块，以及所述下一个译码窗口中的剩余码字块，采用译码器对所述下一个目标码字块进行译码，得到所述下一个目标码字块的译码结果，如此滑窗译码，直至对接收到的最后一个码字块进行译码并得到译码结果后，结束译码。
本发明具有如下有益技术效果：
通过本发明提供的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，在接收到w个码字块时便可开始译码，并且在译码时通过滑窗策略进行滑动译码，不仅减少了译码延迟，还降低了译码的误码率，从而提高了译码效率和准确率。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例提供的示例性的逐块的Braided自正交码的编码结构图；
图2为本发明实施例提供的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法的一个流程图；
图3为本发明实施例提供的示例性的Braided自正交码的滑窗译码策略示意图；
图4为本发明实施例提供的示例性的在对码字块s或码字块s+1进行每次垂直迭代的过程中，译码器1与译码器2之间的信息交换过程的示意图；
图5为本发明实施例提供的示例性的一次水平迭代过程中码字块s与码块s+1之间的前向过程的信息交换过程示意图；
图6为本发明实施例提供的示例性的一次水平迭代过程中码字块s+1与码块s之间的后向过程的信息交换过程示意图；
图7为本发明实施例提供的示例性的Braided自正交码在不同块大小下的性能图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。Braided自正交码中的每一个信息符号，由两个分量自正交码保护。两个分量编码器通过校验位联系在一起。根据信息符号是比特输入还是逐块输入，可以将编织自正交码分为逐比特的Braided自正交码和逐块的Braided自正交码。
若Braided自正交码的分量码使用C[K+1,K]自正交码，码率对于逐比特的Braided自正交码，分量编码器的编码过程描述如下：在固定时刻，将K比特信息输入分量编码器，则编码器将输出K+1比特，其中，K个比特为输入的信息位，另外一个比特为校验位。逐块的Braided自正交码的编码过程描述如下：在固定时刻，将K个大小为T的信息块输入分量编码器，则编码器将输出K+1个大小为T的块，其中，K-1个块为输入信息位，一个块为输入校验位，另外一个块为产生的校验位。逐块的Braided自正交码的编码结构如图1，如图1所示，该编码结构包括：自正交编码器1、自正交编码器2、K+1个大小为T的交织器(∏0,...,∏K-2,∏K-1,∏K)，两个长度为T的寄存器D。c(t)为编码后的比特序列，为K-1个信息块(即K-1组大小为T的信息块)。
具体的，Braided自正交码的编码过程描述如下：
首先，信息序列划分为多个信息组，即u＝(u(1),u(2),...,u(t),...)，每个信息组由K-1组大小为T的信息块组成，即每个信息块为：
在初始时刻t＝0，两个寄存器中的信息序列初始化为全零序列，即在固定时刻t，先看两个编码器的前K-1组输入，信息组输入到自正交编码器1的前K-1个输入端口，其中，第i个端口的输入为：/>对于自正交编码器2，信息组输入到自正交编码器2的前K-1个端口，对应的，第i个端口的输入为：/>其中，/>是采用第i个交织器∏i对/>进行交织得到的，即/>
在t时刻，自正交编码器1的最后一个输入端口(即第K-1个)的输入信息为第t-1时刻时自正交编码器2的校验输出/>经过第K个交织器∏K进行交织后的结果，即这样，对于自正交编码器1的K组输入，第0～K-2组来自当前t时刻的信息位输入，第K-1组来自t-1时刻的校验位输出。同样地，自正交编码器2的最后一个输入端口(即第K-1个)的输入信息为第t-1时刻时自正交编码器1的校验输出/>经过第K-1个交织器∏K-1进行交织后的结果，即/>
逐块形式的分量码编码操作描述如下：
对于C[K+1,K]自正交码，其编码输出为系统形式，输出的K+1个长度为T的信息块中，前K-1个信息块即为输入的信息块，最后两个信息块为校验块，根据此特性，在Braided自正交码中，只存储校验位。自正交编码器1产生的校验位记为自正交编码器2产生的校验位记为/>其中，/>编码后的为(K+1)*T的比特序列，由信息组自正交编码器1的校验位/>和自正交编码器2的校验位/>组成。
数据流传输模式中，Braided自正交码的码率为了保护最后一个信息块，可以对码字进行结尾处理，传输J个信息组和额外的Λ个全零信息组，结尾的全零信息组不在信道中传输，其产生的校验在信道中传输。因此，包含结尾的Braided自正交码的码率为/>当信息组的数目足够大时，结尾处理对码率产生的影响可忽略不计。
Braided自正交码的传输过程为：对于时刻s，编织自正交码编码得到的码字为：经过BPSK调制得到码字序列：经AWGN信道传输，接收端接收的序列为：对接收的序列解调后对应得到的信道对数似然比为：其中，/>为编码过程中/>对应的信道对数似然比，/>为自正交编码器1的校验位输出/>对应的信道对数似然比，/>为自正交编码器2的校验位输出/>对应的信道对数似然比。
图2是本发明实施例提供的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法的一个流程图，如图2所示，所述方法包括以下步骤：
S101、接收发送端发送的码字块。
S102、当接收到与w个连续时刻一一对应的w个码字块时，将w个码字块放入当前译码窗口，将w个码字块中的第1个码字块作为当前目标码字块，对w个码字块的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比进行初始化；w个连续时刻为t时刻至t+w-1时刻；w个码字块为码字块t至码字块t+w-1；w为大于1的整数，t为大于或等于0的整数。
本发明实施例中，每个时刻接收一个码字块，每个时刻可以是每1毫秒或，也可以是每几毫秒等等，可以根据实际需要设定，本申请实施例对此不作限定。
本发明实施例中，s为t时刻至t+w-1时刻中的任意一个时刻；w的取值可以根据实际需要设定，对此不作限定；例如，w＝J+Λ，从而，s∈[1,J+Λ]。
本发明实施例中，采用译码器1和译码器2对接收到的码字块译码。
这里，每个码字块为(K+1)*T的比特序列，并由信息组、自正交编码器1的校验位和自正交编码器2的校验位组成。对于时刻s接收到的码字块而言，信息组为：
对于每个码字块(时刻s接收到的码字块)而言，译码器1中输入的信息组的信道对数似然比表示为：其中/>表示信息组中第i项/>对应的信道对数似然比，则有译码器1中输入的信息组对应的先验对数似然比表示为：译码器1中输入的信息组对应的外信息对数似然比表示为：/>译码器1的输入校验位的信道对数似然比为记/>先验对数似然比记为/>外信息对数似然比记为/>译码器1中输入的校验位的信道对数似然比/>是s-1时刻编码器2输出的校验位/>对应的信道对数似然比/>经过第K个交织器ΠK交织后的结果，即/>译码器1中输出的校验位对应的信道对数似然比记为/>先验对数似然比记为/>外信息对数似然比分别记为/>其中，输出的校验位的信道对数似然比/>为编码器1输出的校验位/>对应的信道对数似然比/>即/>
对于每个码字块而言，译码器2中输入的信息组对应的信道对数似然比表示为：其中，/>表示信息组中第i项/>经过第i个交织器∏i交织后的序列/>对应的信道对数似然比，则有/>译码器2中输入的信息组对应的先验对数似然比表示为：/>译码器2中输入的信息组对应的外信息对数似然比表示为：/>译码器2中输入的校验位的信道对数似然比记为/>先验对数似然比记为/>外信息对数似然比记为/>译码器2中输入的校验位的信道对数似然比/>为s-1时刻编码器1输出的校验位/>对应的信道对数似然比/>经过第K-1个交织器ΠK-1交织后的结果，即译码器2中输出的校验位对应的信道对数似然比记为/>先验对数似然比记为/>外信息对数似然比记为/>其中，信道对数似然比/>是编码器2输出的校验位/>对应的信道对数似然比/>即/>
这里，当接收到w个码字块时，译码器1和译码器2开始工作，此时，需要对第一个译码窗口(即这w个码字块)的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比进行初始化。
对于时刻s∈[1,w]接收到的每个码字块而言，译码器1对于输入的信息组u(s)中第i项的信道对数似然比/>的初始化操作为：/> 表示时刻s时接收端的第i个端口接收到的信道对数似然比(与编码过程中第i个端口的信息输入/>对应)。译码器1对于输入的校验位的信道对数似然比/>的初始化操作为：Ψ为长度为T的常数向量，Ψ的值为一个绝对值较大的负常数，例如，-20；/>为s-1时刻编码器1输出的校验位/>对应的信道对数似然比。译码器1对于输出的校验位的信道对数似然比/>的初始化操作为： 为s时刻编码器1输出的校验位对应的信道对数似然比。译码器2对于输入的信息组的信道对数似然比的初始化操作为：译码器2对于输入的校验位的信道对数似然比的初始化操作为：/> 为s-1时刻编码器2输出的校验位对应的信道对数似然比。译码器2对于输出的校验位的信道对数似然比的初始化操作为：为s时刻编码器2输出的校验位/>对应的信道对数似然比。
对于时刻s＝1而言，由于s＝0时刻输入到编码器1和2的校验位输入端口的序列为全零序列，即因此，s＝1时，译码器1和译码器2初始化时分别将两个校验位输入端口的信道对数似然比设置为长度为T的常数向量。对于s∈(1,w]，译码器1和译码器2分别将两个校验位输入端口的信道对数似然比设置为/>(表示经过第K个交织器交织的结果)、/>(表示经过第K-1个交织器交织的结果)。
对于s∈[1,w]接收到的每个码字块而言，译码器1对于输入的信息组的先验对数似然比输入的校验位的先验对数似然比/>输出的校验位的先验对数似然比以及，译码器2对于输入的信息组的先验对数似然比/>输入的校验位的先验对数似然比/>输出的校验位的先验对数似然比/>均初始化为全零序列。类似地，译码器1对于输入的信息组的外信息对数似然比/>输入的校验位的外信息对数似然比/>输出的校验位的外信息对数似然比/>以及译码器2对于输入的信息组的外信息对数似然比/>输入的校验位的外信息对数似然比/>输出的校验位的外信息对数似然比/>均初始化为全零序列。
S103、根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，当前目标码字块，以及当前译码窗口中的剩余码字块，采用译码器对当前目标码字块进行译码，得到当前目标码字块的译码结果。
S104、接收t+w时刻对应的码字块t+w，并将码字块t+1至码字块t+w作为下一个译码窗口，将码字块t+1作为下一个目标码字块，并对码字块t+w的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比进行初始化。
S105、根据码字块t+w的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，下一个目标码字块，以及下一个译码窗口中的剩余码字块，采用译码器对下一个目标码字块进行译码，得到下一个目标码字块的译码结果，如此滑窗译码，直至对接收到的最后一个码字块进行译码并得到译码结果后，结束译码。
示例性的，图3为Braided自正交码的滑窗译码策略示意图。如图3所示，时刻t接收到的码字块t直至时刻t+w-1接收到的码字块t+w-1，构成了包含w个码字块的当前译码窗口，即第一个译码窗口，码字块t为该第一个译码窗口中的当前目标码字；时刻t+1接收到的码字块t+1直至时刻t+w接收到的码字块t+w，构成了包含w个码字块的下一个译码窗口，码字块t+1为下一个译码窗口中的当前目标码字。在当前译码窗口内，当译码器1和译码器2得到了码字块t的译码结果后，便向右滑动一个码字块，从而确定出下一个译码窗口和新的当前目标码字，以继续进行译码，如此滑动译码，直至得到最后一个接收到的码字块的译码结果时，结束整个译码过程。
这里，步骤S103可以通过以下步骤S1031～S1033实现：
S1031、根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，当前目标码字块，以及当前译码窗口中的剩余码字块，对当前译码窗口进行第一次水平迭代，得到第一次水平迭代结果。
S1032、根据第一次水平迭代结果，当前目标码字块，以及当前译码窗口中的剩余码字块，对当前译码窗口进行第二次水平迭代，如此循环迭代，直至对当前译码窗口进行I1次水平迭代后，得到当前目标码字块的信息组中每个信息比特位的后验概率对数似然比；I1为大于0的整数。
S1033、根据预设译码条件和当前目标码字块中信息组的每个信息比特位的后验概率对数似然比，得到当前目标码字块的信息组中每个信息比特位的译码结果。
具体的，在当前目标码字块为码字块t；当前译码窗口内的码字块为码字块t至码字块t+w-1时，S1031可以通过步骤S10311～S10314实现。
S10311、根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，通过译码器对码字块t进行I2次垂直迭代，得到码字块t的第一结果；I2为大于0的整数。
这里，在对码字块t进行第一次垂直迭代时，根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，通过第一译码器(即译码器1)对码字块t进行I3次迭代译码，得到第一次第一译码结果；I3为大于0的整数；将第一次第一译码结果经过交织器交织后传递至第二译码器，根据传递至第二译码器的数据通过第二译码器(即译码器2)对码字块t进行I3次迭代译码，得到第一次第二译码结果；将第一次第二译码结果经过交织器解交织后传递至第一译码器，此时，完成了对码字块t的第一次垂直迭代。在对码字块t进行第二次垂直迭代时，根据传递至第一译码器的数据通过第一译码器对码字块t进行I3次迭代译码，得到第二次第一译码结果；将第二次第一译码结果经过交织器交织后传递至第二译码器，根据传递至第二译码器的数据通过第二译码器对码字块t进行I3次迭代译码，得到第二次第二译码结果；将第二次第二译码结果经过交织器解交织后传递至第一译码器，此时，完成了对码字块t的第二次垂直迭代；如此循环迭代，直至完成对码字块t的第I2次垂直迭代后，得到码字块t的第I2次第一译码结果和第I2次第二译码结果，将码字块t的第I2次第一译码结果和第I2次第二译码结果，作为码字块t的第一结果。
具体的，以码字块t为例进行每一次垂直迭代的步骤说明，每一次垂直迭代的过程如下：
S1、根据上一次垂直迭代得到的译码器1的输入信息组的先验对数似然比，采用译码器1对码字块t进行I3次迭代译码，得到译码器1的输入信息组的外信息对数似然比、译码器1的输出校验位的外信息对数似然比和译码器1的输入校验位的外信息对数似然比；其中，当本次垂直迭代是第一次垂直迭代时，根据初始化得到的译码器1的输入信息组的先验对数似然比和译码器2的输入信息组的先验对数似然比，对码字块t进行I3次迭代译码；
S2、将S1得到的译码器1的输入信息组的外信息对数似然比经过交织器交织后，作为译码器2的输入信息组的先验对数似然比后传递至译码器2，即
S3、根据S2得到的译码器2的输入信息组的先验对数似然比，采用译码器2对码字块t进行I3次迭代译码，得到译码器2的输入信息组的外信息对数似然比、译码器2的输出校验位的外信息对数似然比和译码器2的输入校验位的外信息对数似然比；
S4、将S3得到的译码器2的输入信息组的外信息对数似然比经过交织器解交织后，作为译码器1的输入信息组的先验对数似然比后传递至译码器1，即(∏i)-1表示采用第i个交织器进行解交织；至此，完成一次垂直迭代。
示例性的，图4为在对时刻s接收到的码字块s(码字块t至码字块t+w-1中的一个码字块)，或者在对时刻s+1接收到的码字块s+1(码字块t至码字块t+w-1中的另一个码字块)进行每次垂直迭代的过程中，译码器1与译码器2之间的信息交换过程。例如，在对码字块s的垂直迭代过程中，译码器1生成的经过交织器交织后作为译码器2的/>传递至译码器2，之后，译码器2根据传递过来的/>生成译码器2的/>译码器2的经过交织器解交织后作为译码器1的新的/>码字块s+1的垂直迭代过程中的信息交换同理。
这里，每个译码器对一个码字块进行一次译码迭代后，便能得到该译码器的这一次的输入信息组的外信息对数似然比、该译码器的这一次的输出校验位的外信息对数似然比和该译码器的这一次的输入校验位的外信息对数似然比。例如，对于码字块t而言，采用译码器1和译码器2完成对码字块t的第I2次垂直迭代后，便得到码字块t的第I2次第一译码结果(即译码器1的第I2次的输入信息组的外信息对数似然比、译码器1的第I2次的输出校验位的外信息对数似然比，译码器1的第I2次的输入校验位的外信息对数似然比)和码字块t的第I2次第二译码结果(即译码器2的第I2次的输入信息组的外信息对数似然比、译码器2的第I2次的输出校验位的外信息对数似然比，译码器2的第I2次的输入校验位的外信息对数似然比)。
具体的，每个码字块由T个比特序列组成，每个比特序列的长度为K+1，其中，每个比特序列的前K-1个比特位为信息比特序列，第K个比特序列为输入校验位，第K+1个比特序列为输出校验位；(K-1)*T个信息比特构成该码字块中的信息组，T个输入校验位构成该码字块中的输入校验位，T个输出校验位构成该码字块中的输出校验位；其中，(K-1)*T个信息比特构成该码字块中的信息组，T个输入校验位构成该码字块中的输入校验位，T个输出校验位构成该码字块中的输出校验位；K和T均为大于1的整数，以s时刻接收到的码字块s为例进行每一次译码迭代的步骤说明，每一次译码迭代的过程如下：
S11、将第一个比特序列作为当前滑动BP窗口内的比特序列；
S12、根据当前滑动BP窗口内的信息比特序列的信道对数似然比和先验对数似然比/>计算当前滑动BP窗口内的信息比特序列的软输入信息/>即
S13、根据当前滑动BP窗口内的输入校验位的信道对数似然比和先验对数似然比/>计算当前滑动BP窗口内的输入校验位的软输入信息/>即
S14、根据当前滑动BP窗口内的输出校验位的信道对数似然比和先验对数似然比/>计算当前滑动BP窗口内的输出校验位的软输入信息/>即
S15、通过BP算法确定当前滑动BP窗口内的信息比特序列的后验概率对数似然比λInf,i(s)、当前滑动BP窗口内的输出校验位的后验概率对数似然比当前滑动BP窗口内的输入校验位的后验概率对数似然比/>
S16、将当前滑动BP窗口内的信息比特序列的后验概率对数似然比λInf,1(s)与当前滑动BP窗口内的信息比特序列的软输入信息之差，作为当前滑动BP窗口内的信息比特序列的外信息对数似然比/>即/>
S17、将当前滑动BP窗口内的输出校验位的后验概率对数似然比与当前滑动BP窗口内的输出校验位的软输入信息/>之差，作为当前滑动BP窗口内的输出校验位的外信息对数似然比/>即/>
S18、将当前滑动BP窗口内的输入校验位的后验概率对数似然比与当前滑动BP窗口内的输入校验位的软输入信息之差/>作为当前滑动BP窗口内的输入校验位的外信息对数似然比/>即/>
S19、向右滑窗，将第二个比特序列作为下一个滑动BP窗口内的比特序列，确定出下一个滑动BP窗口内的信息比特序列的外信息对数似然比下一个滑动BP窗口内的输出校验位的外信息对数似然比/>下一个滑动BP窗口内的输入校验位的外信息对数似然比/>如此滑窗BP译码，直至得到第T个比特序列的信息比特序列的外信息对数似然比/>第T个比特序列的输出校验位的外信息对数似然比/>第T个比特序列的输入校验位的外信息对数似然比/>时，完成对码字块s的一次迭代译码。
S10312、对码字块t的第一结果通过交织器交织后传递至码字块t+1，并根据传递后的数据对码字块t+1进行I2次垂直迭代，得到码字块t+1的第一结果，如此依次迭代，直至对码字块t+w-2的第一结果通过交织器交织后传递至码字块t+w-1，并根据传递后的数据对码字块t+w-1进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-1的第一结果时，完成第一次水平迭代的前向过程。
这里，将码字块t的第I2次第一译码结果中的输出校验位的外信息对数似然比通过交织器交织后传递至译码器2，以及，将码字块t的第I2次第二译码结果中的输出校验位的外信息对数似然比通过交织器交织后传递至译码器1；根据传递至译码器1的数据和传递至译码器2的数据，通过译码器1和译码器2对码字块t+1进行I2次垂直迭代，得到码字块t+1的第I2次第一译码结果和码字块t+1的第I2次第二译码结果，将码字块t+1的第I2次第一译码结果和码字块t+1的第I2次第二译码结果，作为码字块t+1的第一结果。
具体的，在每一次水平迭代的前向过程中，在采用译码器1和译码器2对时刻s对应的码字块s进行I2次垂直迭代后，译码器1和译码器2将时刻s+1对应的码字块s+1进行I2次垂直迭代，并且，在对码字块s+1进行I2次垂直迭代之前，由于对码字块s进行I2次垂直迭代后得到了译码器1的第I2次的输出校验符号的外信息对数似然比和译码器2的第I2次的输出校验位的外信息对数似然比/>所以，可以将译码器1的第I2次的输出校验符号的外信息对数似然比/>通过交织器交织后，作为对码字块s+1进行垂直迭代时译码器2的输入校验位的先验对数似然比/>并传递至译码器2，即：以及，将译码器2的第I2次的输出校验位的外信息对数似然比/>通过交织器交织后，作为对码字块s+1进行垂直迭代时译码器1的输入校验位的先验对数似然比/>并传递至译码器1，即：之后，译码器1和译码器2根据传递过来的数据，采用同样的原理对码字块s+1进行I2次垂直迭代，得到码字块s+1的第一结果(即码字块s+1的第I2次第一译码结果和码字块s+1的第I2次第二译码结果)，依次类推，直至得到码字块t+w-1的第一结果时，完成了第一次水平迭代的前向过程。
示例性的，图5为一次水平迭代过程中码字块s与码块s+1之间的前向过程的信息交换过程；如图5所示，译码器1在对码字块s进行I2次垂直迭代后，将得到的第I2次的经过交织器交织后作为对码字块s+1进行垂直迭代时译码器2的/>并传递至译码器2，以及，译码器2在对码字块s进行I2次垂直迭代后，将得到的第I2次的/>经过交织器交织后作为对码字块s+1进行垂直迭代时译码器1的/>并传递至译码器1。
S10313、在第一次水平迭代的前向过程结束后，对码字块t+w-1的第二结果通过交织器解交织后传递至码字块t+w-2，并根据传递后的数据对码字块t+w-2进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-2的第二结果；码字块t+w-1的第二结果是在得到码字块t+w-1的第一结果时得到的。
这里，在第一次水平迭代的前向过程结束后，将码字块t+w-1的译码器1的第I2次第一译码结果通过交织器解交织后传递至译码器2，以及，将码字块t+w-1的译码器2的第I2次第二译码结果通过交织器解交织后传递至译码器1；根据传递至译码器1的数据和传递至译码器2的数据，通过译码器1和译码器2对码字块t+w-2进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-2的第二结果。
具体的，在一次水平迭代中的前向过程完成后，便开始进行这一次的水平迭代的后向过程，由于在这一次水平迭代的前向过程结束后，便得到了对码字块t+w-1译码后得到的译码器1的第I2次的输入校验符号的外信息对数似然比和译码器2的第I2次的输入校验位的外信息对数似然比/>所以，可以在对译码器1的第I2次的进行解交织后作为对码字块t+w-2进行译码时的译码器2的输出校验位的先验对数似然比/>并传递至译码器2，即：
第K-1个交织器的解交织操作表示为(∏K-1)-1；以及，在对译码器2的第I2次的/>进行解交织后作为对码字块t+w-2进行译码时的译码器1的输出校验位的先验对数似然比/>并传递至译码器1，即：/> 第K个交织器的解交织操作表示为(∏K)-1。之后，译码器1根据/>以及译码器2根据/>对码字块t+w-2进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-2的第二结果(即码字块t+w-2对应的译码器1的第I2次的以及码字块t+w-2对应的译码器2的第I2次的/>
示例性的，图6为一次水平迭代过程中码字块s+1与码块s之间的后向过程的信息交换过程；如图6所示，当得到了码字块s+1对应的译码器2的第I2次的之后，可以采用交织器对译码器2的第I2次的/>进行解交织，并将解交织后的数据作为码字块s对应的译码器1的/>以及，当得到了码字块s+1对应的译码器1的第I2次的/>之后，可以采用交织器对译码器1的第I2次的/>进行解交织，并将解交织后的数据作为码字块s对应的译码器2的/>之后，译码器1根据/>以及译码器2根据/>对码字块s进行I2次垂直迭代，得到码字块s的第二结果。
S10314、对码字块t+w-2的第二结果通过交织器解交织后传递至码字块t+w-3，并根据传递后的数据对码字块t+w-3进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-3的第二结果，如此依次迭代，直至得到码字块t的第二结果时，完成第一次水平迭代的后向过程，此时，完成了对当前译码窗口的第一次水平迭代，得到第一次水平迭代结果。
这里，对当前译码窗口每进行一次水平迭代后，对应得到的水平迭代结果为：当前译码窗口中的目标码字块(当前目标码字块)的信息组对应的译码器1和译码器2的先验对数似然比、外信息对数似然比和后验概率对数似然比；当前译码窗口中的目标码字块中的输出校验位对应的译码器1和译码器2的先验对数似然比、外信息对数似然比和后验概率对数似然比；当前译码窗口中的目标码字块中的输入校验位对应的译码器1和译码器2的先验对数似然比、外信息对数似然比和后验概率对数似然比。
这里，在对当前译码窗口完成第一次水平迭代后，根据对应得到的第一次水平迭代结果，采用上述原理继续对当前译码窗口完成第二次水平迭代，如此循环迭代，直至对当前译码窗口进行I1次水平迭代后，便可以得到当前目标码字块的信息组中每个信息比特位对应的译码器2的后验概率对数似然比(即当前码字块对应的译码器2的输入信息组的后验概率对数似然比)。
示例性的，预设译码条件可以为：信息比特位的后验概率对数似然比是否大于0；基于此，上述S1033可以实现为：对于当前目标码字块的信息组中的每个信息比特位而言，当该信息比特位的后验概率对数似然比大于0时，硬判决将该信息比特位判决为1；否则判为0；之后进行解交织操作后，得到每个信息比特位的译码结果。
需要说明的是，上述说明仅是对预设译码条件的示例性说明，预设译码条件具体根据对编码序列进行调制的方式确定。
这里，当得到了当前译码窗口中的目标码字块的译码结果后，进入上述步骤S104，在上述步骤S104中，继续接收t+w时刻对应的码字块t+w，之后，将译码窗口右移，得到新的译码窗口(即将码字块t+1至码字块t+w作为下一个译码窗口)和新的目标码字块(即码字块t+1)；此时，码字块t+w对应的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比需要初始化，之后，根据码字块t+w的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，以及新的译码窗口内的所有码字块，对新的目标码字块进行译码以得到新的目标码字块的译码结果，之后，继续接收新的时刻的新的码字块，并继续将译码窗口右移，继续得到新的译码窗口和新的目标码字块，如此滑窗译码，直至对接收到的最后一个码字块进行译码并得到译码结果后，结束译码。
具体的，对码字块t+w对应的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比的初始化过程为：译码器1的信道似然对数比初始化为译码器2的信道似然对数比初始化为其中，/>表示时刻t+w时接收端第i个端口接收到的信道对数似然比，与编码过程中第i个端口的信息输入/>对应；译码器1的输入信息组中的信息比特/>和译码器1的输出校验位的先验对数似然比/>均初始化为全零序列；译码器2的输入信息组中的信息比特/>和译码器2的输出校验位的先验对数似然比/>均初始化为全零序列；译码器1的输入校验位的先验对数似然比/>初始化为前一时刻译码器2的输出校验位的外信息对数似然比/>的交织结果，即/>译码器2的输入校验位的先验对数似然初始化为前一时刻译码器1的输出校验位的外信息对数似然比/>的交织结果，即/>译码器1的输入信息组的外信息对数似然比输入校验位的外信息对数似然比/>和输出校验位的外信息对数似然比/>以及译码器2的输入信息组的外信息对数似然比/>输入校验位的外信息对数似然比/>和输出校验位的外信息对数似然比/>均初始化为全零序列。
通过本发明提供的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，在接收到w个码字块时便可开始译码，并且在译码时通过滑窗策略进行滑动译码，不仅减少了译码延迟，还降低了译码的误码率，从而提高了译码效率和准确率。
以下通过一个具体示例对基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法的步骤进行说明：
第一步，初始化。设置窗口大小w，水平迭代次数I1，垂直迭代次数I2，码字块的译码迭代次数I3；
第二步，窗口内译码：对于t>0
1、局部初始化：对窗口内时间单元s∈[t,t+w-1]的码字块的信道值、先验值、外信息值进行初始化操作，目标码字块是时间单元s＝t的码字块；
2、水平迭代：对于l1＝0,1,...,I1-1，
(a)前向过程：对于时间单元s＝t,t+1,...,t+w-1：
i.垂直迭代：对于l2＝0,1,...,I2-1，
A.分量码译码迭代：译码器1采用I3次滑窗BP算法进行译码；
B.信息交换：根据公式(1.7)对译码器2的信息比特进行更新；
C.分量码译码迭代：译码器2采用I3次滑窗BP算法进行译码；
D.信息交换：根据公式(1.8)对译码器1的信息比特进行更新；
(b)信息交换：根据公式(1.9)和(1.10)对输入校验位进行更新；
(c)后向过程：对于s＝t+w-1,...,t+1,t，
i.垂直迭代：对于l2＝0,1,...,I2-1
A.分量码译码迭代：译码器1采用I3次滑窗BP算法进行译码；
B.信息交换：根据公式(1.7)对译码器2的信息比特进行更新；
C.分量码译码迭代：译码器2采用I3次滑窗BP算法进行译码；
D.信息交换：根据公式(1.8)对译码器1的信息比特进行更新；
(d)信息交换：根据公式(1.11)和(1.12)对输入校验位进行更新；
3、硬判决：对分量译码器2中保存的后验概率对数似然比进行硬判决，并将其解交织后的序列作为目标码字块的译码输出结果；
第三步，滑窗。窗口右移，将时间单元s＝t+w对应的码字块t+w加入当前译码窗口，得到新的当前译码窗口，设置t＝t+1，返回到窗口内译码。
以下通过仿真实验数据，对本发明实施例所达到的效果进行进一步说明。
对以(3,2,13)自正交码作分量码的Braided自正交码，分量码码率为RC＝2/3。对应的两个编码多项式分别为g(1)(D)＝1+D8+D9+D12和g(2)(D)＝1+D6+D11+D13。逐块编码器的块大小设置为T。仿真采用AWGN信道，BPSK调制和数据流传输模式，Braided自正交码的码率为R＝1/3。译码窗口大小设置为w＝5，水平迭代次数I1＝5，垂直迭代次数I2＝1，分量码迭代次数I3＝2，对不同的T取值，仿真结果如图7。根据图7可知，相同信噪比下，逐块编码器的块大小取值越大，误码率越低，性能越好。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，其特征在于，包括：
接收发送端发送的码字块；
当接收到与w个连续时刻一一对应的w个码字块时，将所述w个码字块放入当前译码窗口，将所述w个码字块中的第1个码字块作为当前目标码字块，对所述w个码字块的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比进行初始化；w个连续时刻为t时刻至t+w-1时刻；w个码字块为码字块t至码字块t+w-1；w为大于1的整数，t为大于或等于0的整数；
根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，所述当前目标码字块，以及所述当前译码窗口中的剩余码字块，采用译码器对所述当前目标码字块进行译码，得到所述当前目标码字块的译码结果；
接收t+w时刻对应的码字块t+w，并将码字块t+1至码字块t+w作为下一个译码窗口，将码字块t+1作为下一个目标码字块，并对所述码字块t+w的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比进行初始化；
根据码字块t+w的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，所述下一个目标码字块，以及所述下一个译码窗口中的剩余码字块，采用译码器对所述下一个目标码字块进行译码，得到所述下一个目标码字块的译码结果，如此滑窗译码，直至对接收到的最后一个码字块进行译码并得到译码结果后，结束译码。
2.根据权利要求1所述的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，其特征在于，所述根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，所述当前目标码字块，以及所述当前译码窗口中的剩余码字块，采用译码器对所述当前目标码字块进行译码，得到所述当前目标码字块的译码结果，包括：
根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，所述当前目标码字块，以及所述当前译码窗口中的剩余码字块，对所述当前译码窗口进行第一次水平迭代，得到第一次水平迭代结果；
根据所述第一次水平迭代结果，所述当前目标码字块，以及所述当前译码窗口中的剩余码字块，对所述当前译码窗口进行第二次水平迭代，如此循环迭代，直至对所述当前译码窗口进行I1次水平迭代后，得到所述当前目标码字块的信息组中每个信息比特位的后验概率对数似然比；I1为大于0的整数；
根据预设译码条件和所述当前目标码字块中每个信息比特位的后验概率对数似然比，得到所述当前目标码字块的信息组中每个信息比特位的译码结果。
3.根据权利要求2所述的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，其特征在于，所述当前目标码字块为码字块t；所述当前译码窗口内的码字块为码字块t至码字块t+w-1；
所述根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，所述当前目标码字块，以及所述当前译码窗口中的剩余码字块，对所述当前译码窗口进行第一次水平迭代，得到第一次水平迭代结果，包括：
根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，通过译码器对码字块t进行I2次垂直迭代，得到码字块t的第一结果；I2为大于0的整数；
对码字块t的第一结果通过交织器交织后传递至码字块t+1，并根据传递后的数据对码字块t+1进行I2次垂直迭代，得到码字块t+1的第一结果，如此依次迭代，直至对码字块t+w-2的第一结果通过交织器交织后传递至码字块t+w-1，并根据传递后的数据对码字块t+w-1进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-1的第一结果时，完成所述第一次水平迭代的前向过程；
在所述第一次水平迭代的前向过程结束后，对码字块t+w-1的第二结果通过交织器解交织后传递至码字块t+w-2，并根据传递后的数据对码字块t+w-2进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-2的第二结果；所述码字块t+w-1的第二结果是在得到所述码字块t+w-1的第一结果时得到的；
对码字块t+w-2的第二结果通过交织器解交织后传递至码字块t+w-3，并根据传递后的数据对码字块t+w-3进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-3的第二结果，如此依次迭代，直至得到码字块t的第二结果时，完成所述第一次水平迭代的后向过程，此时，完成了对所述当前译码窗口的第一次水平迭代，得到第一次水平迭代结果。
4.根据权利要求3所述的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，其特征在于，所述译码器包括：第一译码器和第二译码器；
所述根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，通过译码器对码字块t进行I2次垂直迭代，得到码字块t的第一结果，包括：
在对码字块t进行第一次垂直迭代时，根据w个码字块的初始化的信道对数似然比、先验对数似然比和外信息对数似然比，通过第一译码器对码字块t进行I3次迭代译码，得到第一次第一译码结果；I3为大于0的整数；
将所述第一次第一译码结果经过交织器交织后传递至第二译码器，根据传递至第二译码器的数据通过第二译码器对码字块t进行I3次迭代译码，得到第一次第二译码结果；
将所述第一次第二译码结果经过交织器解交织后传递至第一译码器，此时，完成了对码字块t的第一次垂直迭代；
在对码字块t进行第二次垂直迭代时，根据传递至第一译码器的数据通过第一译码器对码字块t进行I3次迭代译码，得到第二次第一译码结果；
将所述第二次第一译码结果经过交织器交织后传递至第二译码器，根据传递至第二译码器的数据通过第二译码器对码字块t进行I3次迭代译码，得到第二次第二译码结果；
将所述第二次第二译码结果经过交织器解交织后传递至第一译码器，此时，完成了对码字块t的第二次垂直迭代；如此循环迭代，直至完成对码字块t的第I2次垂直迭代后，得到码字块t的第I2次第一译码结果和第I2次第二译码结果，将码字块t的第I2次第一译码结果和第I2次第二译码结果，作为码字块t的第一结果。
5.根据权利要求4所述的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，其特征在于，所述对码字块t的第一结果通过交织器交织后传递至码字块t+1，并根据传递后的数据对码字块t+1进行I2次垂直迭代，得到码字块t+1的第一结果，包括：
将码字块t的第I2次第一译码结果中的输出校验位的外信息对数似然比通过交织器交织后传递至第二译码器，以及，将码字块t的第I2次第二译码结果中的输出校验位的外信息对数似然比通过交织器交织后传递至第一译码器；
根据传递至第一译码器的数据和传递至第二译码器的数据，通过第一译码器和第二译码器对码字块t+1进行I2次垂直迭代，得到码字块t+1的第I2次第一译码结果和第I2次第二译码结果，将码字块t+1的第I2次第一译码结果和第I2次第二译码结果，作为码字块t+1的第一结果。
6.根据权利要求4所述的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，其特征在于，所述译码器包括：第一译码器和第二译码器；码字块t+w-1的第一结果为：码字块t+w-1的第I2次第一译码结果和第I2次第二译码结果；
所述在所述第一次水平迭代的前向过程结束后，对码字块t+w-1的第二结果通过交织器解交织后传递至码字块t+w-2，并根据传递后的数据对码字块t+w-2进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-2的第二结果，包括：
在所述第一次水平迭代的前向过程结束后，将码字块t+w-1的第I2次第一译码结果通过交织器解交织后传递至第二译码器，以及，将码字块t+w-1的第I2次第二译码结果通过交织器解交织后传递至第一译码器；
根据传递至第一译码器的数据和传递至第二译码器的数据，通过第一译码器和第二译码器对码字块t+w-2进行I2次垂直迭代，得到码字块t+w-2的第二结果。
7.根据权利要求4所述的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，其特征在于，每个码字块由T个比特序列组成，每个比特序列的长度为K+1，其中，每个比特序列的前K-1个比特位为信息比特序列，第K个比特序列为输入校验位，第K+1个比特序列为输出校验位；其中，(K-1)*T个信息比特构成该码字块中的信息组，T个输入校验位构成该码字块中的输入校验位，T个输出校验位构成该码字块中的输出校验位；K和T均为大于1的整数；
对每个码字块进行每一次迭代译码的步骤，包括：
将第一个比特序列作为当前滑动BP窗口内的比特序列；
根据所述当前滑动BP窗口内的信息比特序列的信道对数似然比和先验对数似然比，计算所述当前滑动BP窗口内的信息比特序列的软输入信息；
根据所述当前滑动BP窗口内的输入校验位的信道对数似然比和先验对数似然比，计算所述当前滑动BP窗口内的输入校验位的软输入信息；
根据所述当前滑动BP窗口内的输出校验位的信道对数似然比和先验对数似然比，计算所述当前滑动BP窗口内的输出校验位的软输入信息；
通过BP算法确定所述当前滑动BP窗口内的信息比特序列的后验概率对数似然比、所述当前滑动BP窗口内的输出校验位的后验概率对数似然比、所述当前滑动BP窗口内的输入校验位的后验概率对数似然比；
将所述当前滑动BP窗口内的信息比特序列的后验概率对数似然比与所述当前窗口内的信息比特序列的软输入信息之差，作为所述当前滑动BP窗口内的信息比特序列的外信息对数似然比；
将所述当前滑动BP窗口内的输出校验位的后验概率对数似然比与所述当前窗口内的输出校验位的软输入信息之差，作为所述当前滑动BP窗口内的输出校验位的外信息对数似然比；
将所述当前滑动BP窗口内的输入校验位的后验概率对数似然比与所述当前滑动BP窗口内的输入校验位的软输入信息之差，作为所述当前滑动BP窗口内的输入校验位的外信息对数似然比；
向右滑窗，将第二个比特序列作为下一个滑动BP窗口内的比特序列，确定出所述下一个滑动BP窗口内的信息比特序列的外信息对数似然比、所述下一个滑动BP窗口内的输出校验位的外信息对数似然比、所述下一个窗口内的输入校验位的外信息对数似然比，如此滑窗BP译码，直至得到第T个比特序列的信息比特序列的外信息对数似然比、所述第T个比特序列的输出校验位的外信息对数似然比、所述第T个比特序列的输入校验位的外信息对数似然比时，完成对码字块的一次迭代译码。
8.根据权利要求5所述的基于双滑窗策略的Braided自正交码译码方法，其特征在于，码字块t的第I2次第一译码结果为：码字块t对应的第一译码器的信息组的外信息对数似然比、第一译码器的输出校验位的外信息对数似然比、第一译码器的输入校验位的外信息对数似然比；码字块t的第I2次第二译码结果为：码字块t对应的第二译码器的信息组的外信息对数似然比、第二译码器的输出校验位的外信息对数似然比、第二译码器的输入校验位的外信息对数似然比。
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