一种基于重复编码的译码方法、装置、设备及介质与流程

本技术涉及数据传输，尤其涉及一种基于重复编码的译码方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、为保障数据在噪声、衰落等干扰下的传输可靠性，接收端通常采用前向纠错（fec）编码配合重复编码的方式进行数据传输，即将同一fec编码块中的比特通过重复编码映射到多个符号上并发送，接收端对接收到的多个符号进行合并译码，以获得抗干扰能力更强的对数似然比（llr）信息，从而降低误码率、提升传输可靠性。

2、相关技术中通常使用一种基于重复编码的译码方法，包括接收端设备在接收数据时，先等待当前fec编码块所对应的全部符号接收完成，再对接收到的各个符号逐一进行解调，得到各符号所承载比特的原始llr值，并依据重复编码映射规则将承载同一比特的多个原始llr值合并至该比特在fec编码块中对应位置的llr值上，得到该fec编码块完整的合并后llr序列；在完成全部符号的合并后，接收端设备再基于该完整的llr序列一次性启动fec解码，并输出该fec编码块的解码结果。

3、然而，在信道条件较好或重复次数较高的应用场景下，往往在部分符号完成合并时，所得llr序列的整体可靠程度就已足以支撑正确解码，而后续符号的合并对解码结果的贡献有限。上述相关技术方案由于固定地等待全部符号接收完成后才启动fec解码，使得接收端设备在可靠度已经达到要求的情况下仍需持续等待剩余符号的接收与合并，从而增加了单个fec编码块的译码时延。

技术实现思路

1、本技术提供了一种基于重复编码的译码方法、装置、设备及介质，用于在信道良好时缩短了译码时延、降低了功耗，在信道条件较差时保证fec编码块基于重复编码的译码可靠性。

2、第一方面，本技术提供了一种基于重复编码的译码方法，应用于接收端设备，包括：初始化当前fec编码块的对数似然比llr序列以及代价函数，llr序列包含fec编码块的各比特分别对应的llr值，代价函数为用于评估llr序列质量的数值；接收fec编码块所对应的ofdm符号，当接收一个ofdm符号时，对当前接收的ofdm符号进行接收与更新处理，接收与更新处理包括：对当前接收的ofdm符号解调得到原始llr值，根据重复编码映射规则确定当前接收的ofdm符号所承载的比特在fec编码块中对应的位置，将原始llr值合并至llr序列中相应位置的llr值，得到更新后的llr序列，并根据更新后的llr序列更新代价函数，得到新的代价函数；在fec解码尚未启动时，每完成一个ofdm符号的接收与更新处理后，若新的代价函数的值大于或等于预设收敛阈值，则在fec编码块所对应的符号全部接收完成之前，基于当前的llr序列启动fec解码；若fec编码块所对应的符号已全部接收完成而fec解码仍未启动，则基于当前的llr序列启动fec解码；输出fec编码块的fec解码结果。

3、通过采用上述技术方案，接收端设备每接收一个ofdm符号即执行接收与更新处理，将原始llr值按重复编码映射规则合并至llr序列相应位置，使该位置llr值的绝对值逐次增大，并据此更新代价函数，从而逐符号量化当前llr序列的整体可靠程度；针对相关技术固定等待全部符号接收完成才启动fec解码、在可靠度已达要求时仍持续等待剩余符号从而增加译码时延、浪费功耗的问题，接收端设备在新的代价函数的值大于或等于预设收敛阈值时提前启动fec解码，使fec解码与后续符号的接收合并并行进行，无需等待剩余符号；针对信道条件较差、代价函数始终未达阈值的情形，接收端设备在符号全部接收完成后兜底启动fec解码，保持与固定等待方案相同的解码性能。由此接收端设备在信道良好时缩短了单个fec编码块的译码时延、降低了功耗，在信道较差时保证了解码可靠性。

4、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，还包括：初始化llr序列中每个比特的重复计数，重复计数表示对应比特当前已被合并的次数；在接收与更新处理中，对相应位置比特的重复计数进行更新；在fec解码尚未启动时，每完成一个ofdm符号的接收与更新处理后，获取当前llr序列中各比特的重复计数和当前的代价函数；当llr序列中存在比特的重复计数小于预设计数阈值，或新的代价函数的值小于预设收敛阈值时，继续接收下一个ofdm符号并执行接收与更新处理；当llr序列中各比特的重复计数均大于或等于预设计数阈值，且新的代价函数的值大于或等于预设收敛阈值时，在fec编码块所对应的符号尚未全部接收完成的情况下，基于当前的llr序列启动fec解码。

5、通过采用上述技术方案，接收端设备在初始化时为llr序列中每个比特建立重复计数，并在每次接收与更新处理中对被合并比特的重复计数进行更新，使各比特当前所累积的软信息来源数量得以被单独记录；在启动判断中，接收端设备要求各比特的重复计数均大于或等于预设计数阈值且当前代价函数的值大于或等于预设收敛阈值时，提前启动fec解码。由于代价函数表征的是llr序列的整体水平，个别比特即使合并次数过少、软信息不足，也可能因其余比特llr值偏大而使代价函数偶然达到阈值，接收端设备通过引入重复计数这一逐比特约束，排除了此类情形下的过早启动，使提前启动时各比特均已累积到足够的软信息来源，从而提高提前启动fec解码后成功解出fec编码块的概率。

6、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，代价函数根据llr序列中各比特对应的llr值确定，且代价函数按照下式计算：其中，q表示代价函数，l表示fec编码块包含的比特数，i表示比特索引且，表示llr序列中第i个比特对应的llr值；代价函数的值随llr序列中各比特对应的llr值的绝对值的增大而增大。

7、通过采用上述技术方案，接收端设备将代价函数取为llr序列中各比特对应llr值的平方和与比特数l的比值，即llr序列的平均能量。由于llr值的绝对值越大表示对应比特判决的可靠程度越高，接收端设备采用平方和形式后，代价函数的值随各比特llr值绝对值的增大而单调增大，从而以单一数值连续地反映llr序列的整体可靠程度。

8、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，根据更新后的llr序列更新代价函数，得到新的代价函数，包括：确定当前接收的ofdm符号的原始llr值合并至llr序列后，llr序列中相应位置的llr值相对于合并前的变化量；基于变化量，对本次接收前的代价函数执行递推运算，得到本次接收后的新的代价函数。

9、通过采用上述技术方案，接收端设备在每次合并原始llr值后，先确定llr序列中相应位置的llr值相对于合并前的变化量，再基于该变化量对本次接收前的代价函数执行递推运算，得到新的代价函数。由于每接收并合并一个ofdm符号时，仅有该符号所承载比特对应位置的llr值发生变化，接收端设备采用递推运算仅需依据发生变化的相应位置进行增量计算，无需在每次更新时遍历llr序列中全部比特重新求平方和，从而降低了更新代价函数的运算复杂度，使接收端设备能够在逐符号接收合并的过程中实时地更新代价函数。

10、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，预设收敛阈值根据信道状态确定，方法还包括：根据接收ofdm符号时所获取的信道状态信息，确定表征当前信道质量的信道质量参数；根据预设的映射关系，将信道质量参数映射为预设收敛阈值，其中在映射关系中，预设收敛阈值随信道质量参数的增大而增大；在启动fec解码的判断中，采用映射得到的预设收敛阈值作为预设收敛阈值。

11、通过采用上述技术方案，接收端设备根据接收ofdm符号时获取的信道状态信息确定信道质量参数，再依预设映射关系将其映射为预设收敛阈值，且该映射关系中预设收敛阈值随信道质量参数的增大而增大。当信道质量较好时，接收端设备映射得到较高的预设收敛阈值，要求llr序列达到更高可靠程度方启动，保证信道好时提前启动后的成功解码概率；当信道质量较差时，接收端设备映射得到较低的预设收敛阈值，使llr序列在相对较低的可靠程度即可启动，避免因阈值过高而难以提前启动。由此接收端设备使提前启动的时机随信道质量自适应变化，在不同信道条件下兼顾解码可靠性与译码时延。

12、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，还包括：在启动fec解码后的迭代解码过程中，获取fec解码所反馈的、表征当前译码收敛程度的迭代状态信息；根据迭代状态信息对预设收敛阈值进行调整，得到调整后的预设收敛阈值；在对位于fec编码块之后接收的fec编码块执行启动fec解码的判断时，将调整后的预设收敛阈值作为预设收敛阈值。

13、通过采用上述技术方案，接收端设备在启动fec解码后的迭代解码过程中，获取fec解码反馈的、表征当前译码收敛程度的迭代状态信息，并据此对预设收敛阈值进行调整，再将调整后的预设收敛阈值用于其后接收的fec编码块的启动判断。当迭代状态信息表明译码收敛程度较低时，接收端设备调高预设收敛阈值，使后续在更高的llr可靠程度下才提前启动；当译码以较少迭代次数即收敛、可靠程度存在裕量时，接收端设备调低预设收敛阈值，使后续更早提前启动以进一步降低时延。由此接收端设备以实际译码结果为反馈对预设收敛阈值形成闭环调整，使阈值持续贴合当前解码难易程度，在保证解码成功的前提下减小译码时延。

14、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在启动fec解码之后，还包括：若fec解码达到预设的最大迭代次数仍未成功解出fec编码块，且fec编码块所对应的符号尚未全部接收完成，则继续接收fec编码块剩余的ofdm符号；对每个继续接收的ofdm符号，执行接收与更新处理，得到更新后的llr序列；基于更新后的llr序列继续进行fec解码，直至fec解码成功解出fec编码块，或fec编码块所对应的符号全部接收完成。

15、通过采用上述技术方案，接收端设备在提前启动fec解码后，若达到预设的最大迭代次数仍未成功解出fec编码块且符号尚未全部接收完成，则继续接收剩余ofdm符号，并对每个继续接收的符号执行接收与更新处理，使llr序列中相应位置llr值的绝对值进一步增大、整体可靠程度进一步提升，再基于更新后的llr序列继续进行fec解码。由此接收端设备在提前启动后解码未即成功时，无需退回固定等待方式，而是通过续收续解逐步逼近解码成功，既保留了提前启动带来的时延收益，又通过补充后续符号的软信息保证了解码的可靠性。

16、第二方面，本技术提供了一种基于重复编码的译码装置，应用于接收端设备，其特征在于，包括：初始化模块，用于初始化当前fec编码块的对数似然比llr序列以及代价函数，llr序列包含fec编码块的各比特分别对应的llr值，代价函数为用于评估llr序列质量的数值；接收更新模块，用于逐个接收fec编码块所对应的ofdm符号，并在接收一个ofdm符号时对当前接收的ofdm符号执行接收与更新处理，接收与更新处理包括：对当前接收的ofdm符号解调得到原始llr值，根据重复编码映射规则确定当前接收的ofdm符号所承载的比特在fec编码块中对应的位置，将原始llr值合并至llr序列中相应位置的llr值，得到更新后的llr序列，并根据更新后的llr序列更新代价函数，得到新的代价函数；控制模块，用于在fec解码尚未启动时，每完成一个ofdm符号的接收与更新处理后，若新的代价函数的值大于或等于预设收敛阈值，则在fec编码块所对应的符号尚未全部接收完成时，控制fec解码模块基于当前的llr序列启动fec解码；以及用于在fec编码块所对应的符号已全部接收完成而fec解码仍未启动时，控制fec解码模块基于当前的llr序列启动fec解码；fec解码模块，用于在控制模块的控制下对llr序列进行fec解码，并输出fec编码块的fec解码结果。

17、第三方面，本技术提供了一种接收端设备，其特征在于，接收端设备包括：一个或多个处理器和存储器；存储器与一个或多个处理器耦合，存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，一个或多个处理器调用计算机指令以使得接收端设备执行上述任一实施例所述的方法。

18、第四方面，本技术提供了一种计算机可读的存储介质，存储有计算机指令，当计算机指令在接收端设备上运行时，使得接收端设备执行上述任一实施例所述的方法。

19、可以理解地，上述第二方面提供的接收端设备，第三方面提供的计算机可读存储介质和第四方面提供的计算机程序产品均用于执行本技术实施例所提供的方法。因此，其所能达到的有益效果可参考对应方法中的有益效果，此处不再赘述。