随着尖端科技领域近年来的迅猛发展,无线通信技术所面临的挑战与日俱增,在一些复杂的通信场景中,传输信道的条件随时间的变化而不断发生改变,而传统的信道编码技术往往难以满足一些现代通信场景的需求。为较好地去应对无线信道环境中一系列实时变化的噪声干扰,保障无线通信系统在复杂时变信道条件下高效可靠地进行信息传输,研究具有较高增益的编码技术始终是无线通信领域的热门方向。本文针对一种新兴的编码技术,即Spinal码进行细致的讨论与研究。Spinal码是近年来新发现的一种无速率编码方式,其采用同卷积码相似的结构,利用哈希函数对将要传输的消息比特执行随机编码。该种结构所输出的码字结果拥有优秀的伪随机性质,因而Spinal码在较差信道情况下有着很高的抗干扰性能。并且Spinal码的无速率特性让它能够很好的自适应动态变化信道,自行控制码率,从而完成对信息的可靠传输。但在一些特殊的应用场景如运算、存储、能耗等受限的环境下,Spinal码的编解码结构使得其复杂度过高,如何降低Spinal码的复杂度,提升Spinal码的整体性能,是本文将要讨论的重点。本文前一部分对Spinal码的结构进行说明,深入讨论其编码与解码的具体形式,随后对Spinal码的编码传输方式和解码方案做出改进。具体内容如下:(1)为减少Spinal码过高的解码计算量,提出“快速重启”解码方案。考虑到目前Spinal码解码过程缺乏状态判定机制,无法在解码树缺失正确解码路径时提前终止本次解码,致使解码树经常出现无效扩展的情况。“快速重启”解码方案采用BP神经网络对译码树状态进行分析,依照分析结果决定Spinal码后续解码流程,避免无效节点的扩展。研究结果显示,相较于原始的解码方案,Spinal码利用“快速重启”解码方案可在几乎不损失码率性能的前提下实现更低的解码计算量。(2)针对Spinal码长码复杂度过高的问题,提出一种新的“分段CRC”编解码方案。由于Spinal码通过扩展解码树执行解码操作,随着码长的增大,解码树的规模也会急剧增大,最终致使Spinal码整体复杂度过高。且由于Spinal码所传输的信息内容与上一次解码的反馈结果有关,简单的短码传输将使得Spinal码需通过大量的解码反馈来维持。为解决上述问题,“分段CRC”方案对编码信息进行了细化处理,将一个高度扩展的大解码树划分为多个低度扩展的小解码树。利用Spinal码长码所需反馈次数少,短码译码计算量低的特点,使Spinal码在较少反馈次数的情况下拥有更好的表现。研究结果显示,在较低信噪比条件下,“分段CRC”编解码方案能够合理减少Spinal码的解码计算量。