staircase码的解码方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种staircase码的解码方法，包括：对staircase码中的初始的S个编码块进行软信息更新，并将得到的第一信息块的后S‑T个编码块和T个新增加的编码块进行更新得到第二信息块；对第一信息块头T个编码块和第二信息块的头S‑T个编码块进行解码得到第三信息块；重复执行以下操作：从第二信息块或第三信息块中选取S‑T个信息块，并对选取的S‑T个信息块与T个新增加的编码块一并进行软信息更新，得到S个更新后的信息块，并将S块更新后的信息块作为新的第二信息块；对第三信息块中的第T+1到2T块信息和新的第二信息块中的头S‑T块信息一并进行解码得到新的第三信息块，输出头T块信息作为译码器的输出。

Decoding method, device and storage medium of staircase code

The invention provides a decoding method of staircase code, which includes: updating the soft information of the initial S coding blocks in staircase code, updating the post S_T coding blocks and the newly added T coding blocks of the first information block to obtain the second information block, and decoding the first T coding blocks and the second S_T coding blocks of the first information block to get the third message. Information block; Repeat the following operations: Select S T information blocks from the second information block or the third information block, and update the selected S T information blocks together with T newly added coding blocks to obtain S updated information blocks, and use the updated information blocks of S blocks as new second information blocks; Information blocks of T+1 to 2T blocks in the third information block and new second letter The head S T block information in the information block is decoded to get a new third information block, and the output head T block information is used as the output of the decoder.

【技术实现步骤摘要】
staircase码的解码方法、装置及存储介质
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种staircase码的解码方法、装置及存储介质。
技术介绍
前向纠错(FEC，ForwardErrorCorrection)是高速数字通信系统可靠传输的关键技术，通过在发送端按照一定的编码规则加入一定的冗余，接收端利用解码技术来纠正传输过程中引入的错误。典型的传输系统如图1所示，来自发端信源的数据经过编码器处理后，将数据调制为适合传输的信号。这些信号进入信道并受到噪声的干扰，在发端经过解调器、解码器，还原出发端的数据，终于信宿。净编码增益(NCG，NetCodingGain)是衡量FEC纠错能力的重要指标，NCG越大，表征可以更多地纠正传输过程中引入的错误。换句话说，就是可以提供更可靠的传输或者在更低的系统功耗下进行信号传输。香农在1948年发表一篇差错控制领域具有里程牌意义的论文，证明了只要信息传输速率低于信道容量，通过对信息进行适当的编码，可以在不牺牲信息传输速率的情况下，将有噪信道引入的差错减到任意低的程度。自从香农的著作发表以来，科学工作者们为了在噪声环境下控制差错而在设计有效的编译码方法方面做了大量卓有成效的工作。从以汉明码、BCH(Bose、Ray-Chaudhuri及Hocquenghem的缩写)/RS码(Reed-solomoncodes，里德-所罗门码)、乘积码、卷积码为代表的硬判决FEC到以LDPC(Low-densityParity-check，低密度奇偶校验)码和turbo码为代表的软判决FEC，从独立编码的分组码到以卷积码为代表的相关编码方法，科学工作者们不断地探索在硬件实现较低复杂度下实现较高编码增益的FEC码。Staircase码是在乘积码的结构基础上提出的一种码字具有相关性的FEC码，其基本原理如图2和图3所示。图2的分块矩阵中，信源每输入m(m-r)个信息符号，组成Bi,L的信息矩阵块，紧邻的r(m-r)个符号为staircase码校验位，组成Bi,R的校验矩阵块。校验矩阵块Bi,R的产生方法如图2所示，它是由[Bi-1TBi,L]通过(2m,2m-r)分组码编码得到，其中Bi-1T为分块矩阵Bi-1的转置。举例来说，B1,R是由[B0TB1,L]通过m个(2m,2m-r)分组码编码得到，其中B0T为staircase码的初始分块，为已知的符号(比如，全零符号)。后续的Bi,R由[Bi-1TBi,L]通过(2m,2m-r)分组码编码陆续得到，如图3所示，形成无限的“阶梯”形式的码结构。从staircase码的结构可以看出，除了已知的B0T分块矩阵中的符号，其它分块矩阵中的符号都由两层(2m,2m-r)分组码所保护，并且码字之间的相关性不断地传递下去，这些特性保证了staircase码优良的纠错能力，在staircase码原创文献“StaircaseCodes:FECfor100Gb/sOTN”中提到，兼容于ITU-T标准G.709协议中的6.67％OH的staircase码在系统输出误码率10-15时，能达到的NCG较G.975.1标准中性能最好码的NCG有0.42dB改进。由于其优良的硬解码性能，近期很多厂家在积极推动6.67％OH的staircase码作为100Gmetro应用的标准。虽然staircase码的硬解码性能得到广泛关注，但其软解码性能一直未见披露，并且staircase码原创文献中所提到的译码方法仅适用于硬解码。对于相同的码长和冗余度，staircase码中所用的分组码较TPC码中所用的分组码，其纠错能力和最小距离特性要有所削弱，最小距离的减小可能会导致误码平层现象的出现，而它的优势是利用了码字之间的相关性。所以，在staircase码的软解码方法上，如何合理、高效地利用码字之间相关性的特性，显得尤其重要。由此可知，在相关技术中并不存在能够同时适用硬编码和软编码的编码方法。针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未提出解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种阶梯staircase码的解码方法、装置及存储介质，以至少解决相关技术中的不存在能够同时适用硬编码和软编码的编码方法的问题。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种阶梯staircase码的解码方法，包括：对staircase码中的初始的S个编码块进行软信息的更新得到第一信息块，并将所述第一信息块的后S-T个编码块和T个新增加的编码块进行更新得到第二信息块，其中，S和T均为大于0的整数；对所述第一信息块头T个编码块和所述第二信息块的头S-T个编码块进行解码得到第三信息块，输出头T块信息作为译码器输出；重复执行以下操作：从所述第二信息块或所述第三信息块中选取S-T个信息块，并对选取的所述S-T个信息块与T个新增加的编码块一并进行软信息的更新，得到S个更新后的信息块，并将所述S个更新后的信息块作为新的第二信息块；对所述第三信息块中的第T+1到2T块信息和所述新的第二信息块中的头S-T块信息一并进行解码得到新的第三信息块，输出头T块信息作为译码器的输出。可选地，对staircase码中的初始的S个编码块进行软信息的更新得到第一信息块包括：通过对所述初始的S个编码块Bi进行N1_itr次迭代的方式进行软信息的更新得到所述第一信息块，其中，1≤i≤S，N1_itr为大于0的整数。可选地，通过对所述初始的S个编码块Bi进行N1_itr次迭代的方式进行软信息的更新包括：第一更新处理，用于通过如下公式对码块[Bi-1TBi]，i＝1，进行软信息的更新：[Ri-1n，Rin]＝[Ri-10，Ri0]+[Ai-1n，Ain]×Win，n＝1，其中，Ri0为Bi对应的译码器原始输入数据，Rin为Bi对应的n次迭代软信息，Win为码块[Bi-1TBi]求得的外信息，Ain为外信息的可靠度因子且取值范围为(0，1]，Ai-1n取值为1，Ain取值为n/N1_itr；第二更新处理，用于通过如下公式对码块[Ri-1TBi]，i＝2,…S-1，进行软信息更新：[Ri-1n，Rin]＝[Ri-10，Ri0]+[Ai-1n，Ain]×Win，n＝1，其中，Ai-1n大于或等于Ain；对码块[Ri-1TRi]，i＝1,…S-1，重复进行所述第一更新处理和第二更新处理，其中，在重复执行的过程中n＝2,…N1_itr，Ain大于或等于Ain-1，N1_itr支持寄存器可配置。可选地，将所述第一信息块的后S-T个编码块和T个新增加的编码块进行更新得到第二信息块包括：第三更新处理，用于通过如下公式对码块[Ri-1TRi]，i＝1,…S-T-1，进行软信息更新：[Ri-1n，Rin]＝[Ri-10，Ri0]+[Ai-1n，Ain]×Win，n＝1，其中，Ri0为编码块Bi对应的译码器原始输入数据，Rin为Bi对应的n次迭代软信息，Win为码块[Bi-1TBi]求得的外信息，Ain为外信息的可靠度因子且取值范围为(0，1]，Ai-1n取值为1，Ain取值为n/N1_itr；第四更新处理，用于通过如下公式对码块[Ri-1TBi]，i＝S-T，进行软信息更新：[RS-T-1n，RS-Tn]＝[RS-T-10，RS-T0]+[AS-T-1n，AS-Tn]×Win-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阶梯staircase码的解码方法，其特征在于，包括：对staircase码中的初始的S个编码块进行软信息的更新得到第一信息块，并将所述第一信息块的后S‑T个编码块和T个新增加的编码块进行更新得到第二信息块，其中，S和T均为大于0的整数；对所述第一信息块头T个编码块和所述第二信息块的头S‑T个编码块进行解码得到第三信息块，输出头T块信息作为译码器输出；重复执行以下操作：从所述第二信息块或所述第三信息块中选取S‑T个信息块，并对选取的所述S‑T个信息块与T个新增加的编码块一并进行软信息的更新，得到S个更新后的信息块，并将所述S个更新后的信息块作为新的第二信息块；对所述第三信息块中的第T+1到2T块信息和所述新的第二信息块中的头S‑T块信息一并进行解码得到新的第三信息块，输出头T块信息作为译码器的输出。

【技术特征摘要】
1.一种阶梯staircase码的解码方法，其特征在于，包括：对staircase码中的初始的S个编码块进行软信息的更新得到第一信息块，并将所述第一信息块的后S-T个编码块和T个新增加的编码块进行更新得到第二信息块，其中，S和T均为大于0的整数；对所述第一信息块头T个编码块和所述第二信息块的头S-T个编码块进行解码得到第三信息块，输出头T块信息作为译码器输出；重复执行以下操作：从所述第二信息块或所述第三信息块中选取S-T个信息块，并对选取的所述S-T个信息块与T个新增加的编码块一并进行软信息的更新，得到S个更新后的信息块，并将所述S个更新后的信息块作为新的第二信息块；对所述第三信息块中的第T+1到2T块信息和所述新的第二信息块中的头S-T块信息一并进行解码得到新的第三信息块，输出头T块信息作为译码器的输出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对staircase码中的初始的S个编码块进行软信息的更新得到第一信息块包括：通过对所述初始的S个编码块Bi进行N1_itr次迭代的方式进行软信息的更新得到所述第一信息块，其中，1≤i≤S，N1_itr为大于0的整数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过对所述初始的S个编码块Bi进行N1_itr次迭代的方式进行软信息的更新包括：第一更新处理，用于通过如下公式对码块[Bi-1TBi]，i＝1，进行软信息的更新：[Ri-1n，Rin]＝[Ri-10，Ri0]+[Ai-1n，Ain]×Win，n＝1，其中，Ri0为Bi对应的译码器原始输入数据，Rin为Bi对应的n次迭代软信息，Win为码块[Bi-1TBi]求得的外信息，Ain为外信息的可靠度因子且取值范围为(0，1]，Ai-1n取值为1，Ain取值为n/N1_itr；第二更新处理，用于通过如下公式对码块[Ri-1TBi]，i＝2,…S-1，进行软信息更新：[Ri-1n，Rin]＝[Ri-10，Ri0]+[Ai-1n，Ain]×Win，n＝1，其中，Ai-1n大于或等于Ain；对码块[Ri-1TRi]，i＝1,…S-1，重复进行所述第一更新处理和第二更新处理，其中，在重复执行的过程中n＝2,…N1_itr，Ain大于或等于Ain-1，N1_itr支持寄存器可配置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一信息块的后S-T个编码块和T个新增加的编码块进行更新得到第二信息块包括：第三更新处理，用于通过如下公式对码块[Ri-1TRi]，i＝1,…S-T-1，进行软信息更新：[Ri-1n，Rin]＝[Ri-10，Ri0]+[Ai-1n，Ain]×Win，n＝1，其中，Ri0为编码块Bi对应的译码器原始输入数据，Rin为Bi对应的n次迭代软信息，Win为码块[Bi-1TBi]求得的外信息，Ain为外信息的可靠度因子且取值范围为(0，1]，Ai-1n取值为1，Ain取值为n/N1_itr；第四更新处理，用于通过如下公式对码块[Ri-1TBi]，i＝S-T，进行软信息更新：[RS-T-1n，RS-Tn]＝[RS-T-10，RS-T0]+[AS-T-1n，AS-Tn]×Win-1，n＝1第五更新处理，用于通过如下公式对码块[Bi-1TBi]，i＝S-T+1,…S-T-1，进行软信息更新：[Ri-1n，Rin]＝[Ri-10，Ri0]+[Ai-1n，Ain]×Win，n＝1；重复执行所述第三更新处理，所述第四更新处理以及所述第五更新处理得到所述第二信息块，其中Ain大于或等于Ain-1，在重复执行的过程中n＝2,…N1_itr。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一信息块头T个编码块和所述第二信息块的头S-T个编码块进行解码得到第三信息块包括以下之一：对所述第一信息块头T个编码块和所述第二信息块的头S-T个编码块进行硬解码得到所述第三信息块；对所述第一信息块头T个编码块和所述第二信息块的头S-T个编码块进行软解码得到所述第三信息块。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述第一信息块头T个编码块和所述第二信息块的头S-T个编码块进行硬解码得到所述第三信息块包括：通过如下公式得到所述第一信息块和所述第二信息块的软信息：[Ri-1n，Rin]＝[Ri-1n-1，Rin-1]+Win，n＝N1_itr，其中，Rin为编码块Bi对应的n次迭代软信息，Win为码块[Bi-1TBi]求得的外信息；通过如下方式对得到的软信息进行硬判：通过将得到的所述软信息中的元素的符号位与编码规则相对应的方式，将符号位判决为0比特或1比特；通过如下方式进行译码处理：逐次对S-1个[Bi...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫明，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44