[发明专利]一种q-LDPC-LT级联喷泉码方案的Ka频段深空通信方法及系统

权利要求书

1.一种q-LDPC-LT级联喷泉码方案的Ka频段深空通信方法，其特征在于，所述方法包括：

LT编码器接收原始数据，对所述原始数据进行编码生成第一数据；

q-LDPC编码器接收所述第一数据，利用低密度稀疏校验矩阵构造方法结合LU分解编码算法对所述第一数据进行编码生成第二数据；

q-LDPC译码器接收所述第二数据，对所述第二数据进行译码生成第三数据；所述对所述第二数据进行译码生成第三数据，包括：在译码每轮迭代的比特判决之后再次进行误码检测，寻找错误比特并进行更正；

LT译码器接收所述第三数据，对所述第三数据进行译码生成译码数据；所述对所述第三数据进行译码生成译码数据，包括：当前不存在度为1的编码数据包时，构造度为1的数据包进行译码；

其中，所述在译码每轮迭代的比特判决之后再次进行误码检测，寻找错误比特并进行更正，包括：

在译码每轮迭代的比特判决之后由信息向量u与校验矩阵的转置H’的乘积得出不满足的校验方程所在的行，提取不满足的校验方程组成新的矩阵HS；

寻找居中HS中列重与校验矩阵H列重相同的列，计算该列对应的变量的先验概率与后验概率的差值，判断此差值的正负性和该变量后验概率的值是否满足更改条件，满足则更改变量，否则不变；

更正满足条件的变量，再次判断更正的信息是否达到成功译码，未达到则继续下一轮迭代译码。

2.根据权利要求1所述的q-LDPC-LT级联喷泉码方案的Ka频段深空通信方法，其特征在于，所述利用低密度稀疏校验矩阵构造方法结合LU分解编码算法对所述第一数据进行编码生成第二数据，包括：

初始化全0的校验矩阵H，选取1的位置，使列重为p，找出仅有一个1 或者没有1的行，添加1；

水平方向计算每行1的最大值，调整1的位置，使每行中1的个数一致，在垂直方向：均匀分布非零值的位置，任意两列中1出现在相同行的次数最多为1次；

对校验矩阵H进行调整，去掉四环；

使用GF(q)域上的非零值替换校验矩阵H中的1，将二进制校验矩阵H变为相应的多进制校验矩阵H_M×N；

对校验矩阵H进行矩阵运算，分解成A和B两部分；

其中，A是(N-K)×K的矩阵，对应于信息符号，B是(N-K)×(N-K)的矩阵，对应编码校验符号；

在对校验矩阵H的分解过程中，采用列主元消去法，同时为之后的计算方便，采用最大公约数进行列元素消去，选出每列的最大值通过行交换放在对角线位置，在最后的列交换时以保证B的最大秩为原则进行操作，若最终B仍不能满足编码需要，则重新生成；

对矩阵B进行LU分解，分解为上三角阵U和下三角阵L，有B＝L·U，进而得如下编码公式，即

L(U·C^T)＝A·S^T

C^T＝U^-1·[L^-1·(A·S^T)]

其中，A·S^T为向量与矩阵的乘法运算，L^-1·(A·S^T)为前向消去运算，回代运算为U^-1·[L^-1·(A·S^T)]。