针对半双工译码转发中继信道,提出了一种可逼近三节点中继信道容量限的空间耦合RA码的设计方法。针对二进制删除信道,源节点分别向中继节点和目的节点发送空间耦合RA码,中继节点先正确恢复出源节点发送的空间耦合RA,然后再次编码产生额外的校验比特并转发给目的节点;目的节点结合中继节点发送的额外校验比特和源节点发送的空间耦合RA码进行译码,正确恢复出源节点的信息。为了评估所设计的空间耦合RA码在三节点中继信道下的渐近性能,推导了密度进化算法用于计算阈值。阈值分析结果表明,所提出的空间耦合RA码能够同时逼近源到中继链路和源到目的链路的容量限。同时,基于半双工二进制删除中继信道,仿真了所设计的空间耦合RA码的误码性能,结果表明,其误码性能与所推导的密度进化算法计算的阈值结果一致,呈现出逼近于容量限的优异性能,且优于采用空间耦合低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码的性能。
准循环重复累积(Quasi⁃Cyclic Repeat Accumulate,QC⁃RA)码具有准循环低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码的优点,同时能实现差分编码且为系统码,非常适用于编码协作系统,文中研究采用QC⁃RA码的编码协作系统。首先,提出基于最大公约数(Greatest Common Divisor,GCD)定理的QC⁃RA码构造方法;然后,进一步基于GCD定理联合构造编码协作系统信源节点与中继节点采用的QC⁃RA码,并从理论上证明基于该联合构造方法得到的编码协作系统QC⁃RA码无girth⁃4、girth⁃6环。仿真结果表明,采用QC⁃RA码的编码协作系统相对于点对点系统具有明显的性能增益;同时,与采用大列重构造QC⁃RA的编码协作相比,采用文中基于GCD定理联合构造的QC⁃RA码的编码协作误码率性能更加优异。
