[发明专利]一种用于中继系统的编码与译码方法及信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线中继通信系统中用于中继端的编码方法，特别涉及一种结合低密度奇偶校验码LDPC和稀疏生成矩阵的软编码与译码方法及信号处理方法。

背景技术

中继是一种可以有效提高蜂窝系统中系统性能和网络覆盖率，特别是提高小区边缘的吞吐量、扩大较小功率基站的覆盖率的技术。两种主要的中继方案是模拟转发（Amplify-and-Forward,AF）方案和译码转发（Decode-and-Forward,DF）方案。

AF方案中，中继对收到的符号进行放大处理后转发，处理复杂度低，延时小，但中继在放大有用信号的同时也放大了噪声，从而影响接收端的接收。

DF方案中依据循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check,CRC）的使用与否可以分为两种方案：采用CRC的DF方案中，中继对收到的信号进行译码和CRC检测并选择其中接收正确的信号进行转发，对错误的信号不进行处理；无CRC的DF方案中，中继对收到的信号进行译码后全部转发。DF方案中继转发的信号没有引入噪声，但DF方案要求基站发出的信息进行信道纠错码编码的保护，中继进行译码、再编码或转发，复杂度较高，转发延时长，且在信道差时中继会丢弃大量错误数据从而引起链路中断和数据重传。

DF方案下，如在中继端采用再编码方案，例如采用低密度奇偶校验码(LowDensity Parity Check,LDPC)、turbo码编码方案可以进一步提高频谱效率和网络吞吐量。在两跳的中继模型中，基站端采用LDPC码，中继端对收到的信号再进行编码而产生基站码的校验比特，基站码和中继码的联合码可以达到DF中继技术的理论码率，并依据中继和终端两个信道条件选择两个最优码率。文献“B.Zhao and M.C.Valenti,“Distributed turbo coded diversity for relaychannel,”Electronics Letters,vol.39,no.10,pp.786-787,May 2003.”提出由两个递归码组成的应用于中继系统的分布式的turbo码能获得联合分集和编码增益，其中两个递归码为：基站广播的递归码和中继对收到的从基站发出的递归码进行译码、交织、重新编码后得到的递归码。在多址中继接入信道中，文献“Z.Lin,Y.Li and B.Vucetic,“Distributed network channel codingfor multiple access relay interference channels,”IEEE VehicularTechnology Conference,pp.1-5,May 2010.”提出一种联合的分布式信道码可以同时获得网络编码增益和信道编码增益。文献“G.Song,Y.Li and J.Cheng,“Network low density parity check codes designed for multiple-accessrelay channel,”IEEE Pacific Rim Conference on Communications,Computersand Signal Processing,pp.521-526,Aug.2009.”提出一种在两个基站、一个中继、一个终端的系统中，基站采用LDPC码、中继对收到的来自两个基站的信息进行联合编码以提高总体传输性能的方法。

上述传输技术中，中继都是对收到的信息进行硬编码，这样会导致有用的信息丢失和错误信息的传播的问题。

发明内容

本发明为解决现有中继系统因硬编码导致信息丢失和错误传播的技术问题，提出了一种结合低密度奇偶校验码LDPC和中继稀疏生成矩阵的中继软编码与译码方法及信号处理方法。

本发明的用于中继系统的编码方法，包括以下步骤：

S1、中继端对接收的基站信号进行解调后，进行低密度奇偶校验码LDPC译码，并保存译码后的基站码信息，通常将基站码信息保存于中继端的寄存器中；

S2、中继端根据所述基站码信息和中继LDPC生成矩阵G_r进行中继软编码，生成校验码软信息，每个校验比特c_i'的生成式为：