[发明专利]一种基于低密度格码的中继协作编码方法及系统

说明书

本发明提供一种基于低密度格码的中继协作编码方法及系统，所述方法基于中继协作场景，提出一种基于低密度格码的协作编码传输方法，充分利用了LDLC校验矩阵的下三角结构特性，在源节点及中继节点处，可实现基于校验矩阵的逐行整形和编码，相比现有技术方法可以有效降低整形及编码的复杂度。此外，中继节点发送增强LDLC信息及LDPC编码码字，不仅在符号级可以提供LDLC编码保护，还可以在比特级提供LDPC编码保护，等效构成了一个高维度的增强LDLC码字。码字的一半通过源节点发送而另一半通过中继发送，从而经历不同的衰落。因此，提出新方法相比目前已有方法可以进一步提升系统的编码增益和分集增益，提升系统传输可靠性。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，更具体地，涉及一种基于低密度格码的中继协作编码方法及系统。

背景技术

目前，未来5G密集用户接入场景中，极为有限的带宽需要支持高密度用户所产生的海量通信。与目前通信协议中采用的有限域编码不同，格码可视为欧氏空间上的编码，且已被证明具有可达加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise，AWGN)信道容量的性能。借鉴低密度奇偶校验码(low density parity check code，LDPC)的思想，低密度格码(low density lattice code，LDLC)是一种高效实用的格型编码技术。中继协作通信不仅可以解决信号的传播距离问题还可以获得更高的分集增益和网络容量。因此，LDLC与中继协作技术在未来的无线通信领域有广泛的应用空间。

目前国内外对于LDLC编码的研究还处于初始阶段。Chen B,Dushantha N K J,Mark F F.Distributed low-density lattice codes[J].IEEE CommunicationsLetters,2016,20(1):77-80.中提出了一种分布式LDLC(D-LDLC)中继协作系统。然而，提出的DLDLC采用了魔方(Latin)LDLC，因此在源节点以及中继节点处，整形及编码需要进行矩阵分解等一系列操作，复杂度较高。此外，中继处的整形和编码操作与源节点发送的信息直接相关，若源节点与中继节点信道条件较差时，中继处错误的译码将会导致协作信息的整形和编码无法正确进行。

所以说，目前基于LDLC编码协作方案存在计算复杂度高，而且传输可靠性有待进一步提升等问题。

发明内容

本发明为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，提供一种基于低密度格码的中继协作编码方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种中继协作编码方法，包括：

步骤1，将一个2N×2N维下三角校验矩阵H_eff划分成一个N×N维下三角校验矩阵H_S和一个N×2N维校验矩阵H_R；

步骤2，源节点利用所述H_S对原始用户信息序列进行编码，并将编码后获得的用户信息广播给中继节点和目的节点；

步骤3，中继节点利用所述H_R对接收到的所述编码后的用户信息进行编码，并将编码后获得的协作信息发送给目的节点；

步骤4，目的节点利用接收到的所述编码后的用户信息和所述协作信息进行联合译码，获得恢复后的所述用户信息序列。

根据本发明另一个方面，提供一种中继协作编码系统，包括矩阵生成模块、源节点、中继节点和目的节点：

所述矩阵生成模块分别与所述源节点、中继节点和目的节点相连，用于将一个2N×2N维下三角校验矩阵H_eff划分成一个N×N维下三角校验矩阵H_S和一个N×2N维校验矩阵H_R；