[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

说明书

本发明提供一种q‑LDPC‑LT级联喷泉码方案的Ka频段深空通信方法及系统，方法包括：LT编码器对原始数据进行编码生成第一数据；q‑LDPC编码器利用低密度稀疏校验矩阵构造方法结合LU分解编码算法对第一数据进行编码生成第二数据；q‑LDPC译码器对第二数据进行译码生成第三数据；对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译码器对第二数据进行译码生成译码数据；对第二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。本发明能够降低编码复杂程度，提高编码效率，进一步提高译码的可靠性，从而降低译码对度为1的编码数据包存在的依赖性。

技术领域

本发明涉及深空通信技术领域，特别是指一种q-LDPC-LT级联喷泉码方案的Ka频段深空通信方法及系统。

背景技术

近年来，低密度奇偶校验码(LDPC)是一种基于稀疏校验矩阵的线性分组码，具有逼近Shannon极限的性能和硬件可实现的编译码复杂度，但低密度奇偶校验码的运算复杂度高，误码率高，无法保证信息传输的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种q-LDPC-LT级联喷泉码方案的Ka频段深空通信方法及系统，能够降低误码率性能，提高信息传输的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种q-LDPC-LT级联喷泉码方案的Ka频段深空通信方法，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，对所述第二数据进行译码生成译码数据；所述对所述第二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。

优选的，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