一种基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法

本发明属于数字通信和数字存储领域，特别涉及一种基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法。

背景技术：

1、近年来，随着流媒体、云计算等应用的兴起，互联网的流量达到了新的高点，这对光网络的数据传输和数据存储提出了更高的要求。例如，目前的光相干收发器的数据速率为400gbps,下一个前沿为1tbps，这对译码方案的复杂度提出了极高的要求。而对于光纤通信系统，由于不存在反馈回路，其信道编码的误码率必须极低。现有的译码方案并不能同时满足这两个要求，传统的软判决迭代译码方案在误码率上表现良好却复杂度太高，这激励了大量关于低复杂度译码方案的研究，这些方案可以在非常高的吞吐量下运行，同时实现接近传统软判决迭代译码方案的性能。

2、空间耦合乘积码兼具代数码实现复杂度低和空间耦合码纠错能力强的优点。因此，空间耦合乘积码在高速光纤通信中极具竞争力，关于空间耦合乘积码的译码方案也受到大量关注。2019年，alireza sheikh等人在其发表的论文“binary message passingdecoding ofproduct-like codes”(ieee transactions on communications,vol.67,no.12,december,2019)中提出了一种利用软信息的低复杂度硬判决译码算法，称为ibdd-sr。为了获得更多的性能增益，alireza sheikh等人在其发表的论文“refinedreliability combining for binary message passing decoding ofproduct codes”(journal oflightwave technology,vol.39,no.15,august.1,2021)中公开了一种性能更好但复杂度更高的译码算法，称为ibdd-cr。但现存的译码算法距离软信息迭代判决算法仍有较大差距，需要更多复杂度不高但性能更好的硬判决译码算法。

技术实现思路

1、为了获得更低的误码率和复杂度，本发明提供了一种基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，在编码方案以及译码迭代次数相同的情况下，本发明提出的译码方法具有更低的误码率以及复杂度。

2、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，包括步骤：

4、对成份码进行译码，在第l次迭代译码中，将第l-1次迭代的输出作为成份码译码器dec的输入，并执行dec译码，得到第l次迭代译码中译码器dec对第i个码字的输出

5、根据所述第l次迭代译码中译码器dec对第i个码字的输出第i个码字的对数似然比li和第l次迭代的乘积系数w(l)，得到每一个码字的可靠度

6、根据所述每一个码字的可靠度的绝对值与阈值t的关系，得到第i个码字在第l次迭代的输出。

7、如上所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，进一步地，所述执行dec译码，得到第l次迭代译码中译码器dec对第i个码字的输出具体包括：

8、若dec译码失败，则

9、若dec译码成功，且第i个码字的译码输出为0，则

10、若dec译码成功，且第i个码字的译码输出为1，则

11、如上所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，进一步地，所述根据所述第l次迭代译码中译码器dec对第i个码字的输出第i个码字的对数似然比li和第l次迭代的乘积系数w(l)，得到每一个码字的可靠度具体按如下预设公式得到：

12、

13、如上所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，进一步地，所述根据所述每一个码字的可靠度的绝对值与阈值t的关系，得到第i个码字在第l次迭代的输出，具体包括：

14、

15、第i个码字在第l次迭代的输出为

16、

17、其中，sign(x)是符号函数。

18、如上所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，进一步地，乘积系数w(l)与翻转概率与迭代次数l相关。

19、如上所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，进一步地，所述成份码为码长为n，信息位长度为k的线性分组码。

20、本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

21、1、本发明具有结构简单，复杂度低和适用性强等优点。

22、2、本发明对比现有的低复杂度硬判决译码算法具有更低的误码率。

技术特征：

1.一种基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，其特征在于，所述执行dec译码，得到第l次迭代译码中译码器dec对第i个码字的输出具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，其特征在于，所述根据所述第l次迭代译码中译码器dec对第i个码字的输出第i个码字的对数似然比li和第l次迭代的乘积系数w(l)，得到每一个码字的可靠度具体按如下预设公式得到：

4.根据权利要求1所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，其特征在于，所述根据所述每一个码字的可靠度的绝对值与阈值t的关系，得到第i个码字在第l次迭代的输出，具体包括：

5.根据权利要求4所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，其特征在于，乘积系数w(l)与翻转概率与迭代次数l相关。

6.根据权利要求1所述的基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，其特征在于，所述成份码为码长为n，信息位长度为k的线性分组码。

技术总结本发明属于数字通信和数字存储领域，特别涉及一种基于随机比特翻转的空间耦合乘积码的译码方法，方法包括对成份码进行译码，在第l次迭代译码中，将第l‑1次迭代的输出作为成份码译码器Dec的输入，并执行Dec译码，得到第l次迭代译码中译码器Dec对第i个码字的输出根据所述第l次迭代译码中译码器Dec对第i个码字的输出第i个码字的对数似然比L<subgt;i</subgt;和第l次迭代的乘积系数w<supgt;(l)</supgt;，得到每一个码字的可靠度根据所述每一个码字的可靠度的绝对值与阈值T的关系，得到第i个码字在第l次迭代的输出。技术研发人员：赵山程,黎国榕受保护的技术使用者：暨南大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18