專利名稱：一種適用于低密度奇偶校驗碼的多值修正最小和解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低密度奇偶校驗(LDPC)碼的迭代譯碼方法，屬于信道糾錯編碼的譯碼技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
各種通信系統(tǒng)中，傳輸比特受信道隨機噪聲的影響而產(chǎn)生隨機錯誤。理論和實踐證明，通過引入冗余度來提供傳輸可靠性的糾錯編碼方法是一類行之有效的手段。而近年來引入的Turbo碼和低密度奇偶校驗(Low-DensityParity-Check，簡稱LDPC)碼是至今發(fā)現(xiàn)的糾錯能力最強的編碼方案之一。相比于Turbo碼而言，LDPC碼的設(shè)計更為靈活(不同碼率/碼長)，LDPC碼解碼算法的全并行結(jié)構(gòu)使得設(shè)計高吞吐率的LDPC解碼器更容易。因此，未來通信系統(tǒng)中有關(guān)信道編碼的標(biāo)準(zhǔn)化大都選用LDPC碼。LDPC碼的標(biāo)準(zhǔn)迭代解碼算法主要包括三種和積算法(Sum-ProductAlgorithm， SPA)、最小和算法(Min-Sum Algorithm, MSA)、比特翻轉(zhuǎn)解碼算法(Bit-Flipping，BF)。在這三種算法中，SPA算法性能最好，但實現(xiàn)也最復(fù)雜；BF算法性能最差，但實現(xiàn)最簡單。MSA 算法對SPA算法的校驗節(jié)點計算單元做簡化處理，是降低SPA算法運算復(fù)雜度的一個有效途徑，由于MSA算法在復(fù)雜度和性能上取得了較好的折中，因此它是實際通信系統(tǒng)中LDPC 解碼器的優(yōu)選算法。MSA算法和SPA算法有相似的迭代結(jié)構(gòu)，也是變量節(jié)點和校驗節(jié)點兩層節(jié)點之間的一個交替迭代計算過程。但是MSA算法中的校驗節(jié)點計算單元采用近似方法計算校驗節(jié)點輸出信息，有效地降低了校驗節(jié)點的計算復(fù)雜度，原先SPA算法中的指數(shù)和對數(shù)運算被簡單的比較運算所取代。在節(jié)點重量相同的條件下，MSA算法中校驗節(jié)點和變量節(jié)點的計算復(fù)雜度近似相等。雖然MSA算法的復(fù)雜度明顯低于SPA譯碼算法，但簡化處理也使得其譯碼性能相比SPA算法有較大的差距，SPA算法的校驗節(jié)點輸出信息可靠度大小應(yīng)當(dāng)略小于 MSA算法的輸出幅值。所以如果要很好的逼近標(biāo)準(zhǔn)輸出結(jié)果，必須適當(dāng)降低MSA近似輸出信息的絕對值大小。J. Chen等人提出了一類無條件修正方案，主要分為兩類通過一個乘性因子修正MSA算法校驗式輸出，對應(yīng)的改進MSA算法稱為乘性修正的MSA (匪SA，Normalized Min Sum)；通過一個偏移因子修正MS算法校驗式輸出，對應(yīng)的改進算法稱為偏移修正的 MSA(0MSA, Offset Min Sum)。這兩種改進MSA算法都是在原始算法的基礎(chǔ)上，引入了修正因子，它們與原始MSA 算法的共同點是都只用了變量節(jié)點輸入信息的最小值和次最小值，因此都沒有利用較多的變量節(jié)點輸入信息，導(dǎo)致了這些算法與SPA算法的性能仍存在一定差距。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種性能好、復(fù)雜度低、實現(xiàn)簡單的低密度奇偶校驗碼的譯碼方法。
本發(fā)明包括如下技術(shù)方案一種適用于低密度奇偶校驗碼的多值修正最小和譯碼方法，低密度奇偶校驗碼的校驗矩陣為Hmxn= [hm,n]，低密度奇偶校驗碼包括變量節(jié)點集合{vn，n e [1，N]}和校驗節(jié)點集合{cm，me [1，M]}，變量節(jié)點\參與的校驗節(jié)點集合為A(n) = {j，、η = 1}，包含于校驗節(jié)點cm的變量節(jié)點集合為B (m) = {1,^,, = 1}；所述譯碼方法包括按照如下順序執(zhí)行的步驟(1)確定初始的各變量節(jié)點總的輸出信息1^以及初始的各變量節(jié)點向每一個校驗節(jié)點輸出的信息
權(quán)利要求
1. 一種適用于低密度奇偶校驗碼的多值修正最小和譯碼方法，低密度奇偶校驗碼的校驗矩陣為Hmxn= [hm,n]，低密度奇偶校驗碼包括變量節(jié)點集合{vn，n e [1，N]}和校驗節(jié)點集合{cm，me [1，M]}，變量節(jié)點\參與的校驗節(jié)點集合為A(n) = {j，、η = 1}，包含于校驗節(jié)點cm的變量節(jié)點集合為B(m) = {i,hfflji = 1}；其特征在于所述譯碼方法包括按照如下順序執(zhí)行的步驟(1)確定初始的各變量節(jié)點總的輸出信息Lf5n以及初始的各變量節(jié)點向每一個校驗節(jié)點輸出的信息<,，ne [1,N], j e A(n)；并設(shè)置初始迭代次數(shù)k = 1，開始迭代譯碼；(2)根據(jù)第k-Ι次迭代的各變量節(jié)點Vi向校驗節(jié)點Cm輸出的信號<；;1Je^m)，計算出第k次迭代每一個校驗節(jié)點Cm向各變量節(jié)點Vi輸出的信號e B{m)；首先根據(jù)信號qt,、J e B{m)的符號做乘法求得總的輸出符號eD= I]同時按照信號的絕對值大小比較出絕對值最小的三個數(shù)值，KiHlCl^Id，ii' i2，i3 e B(m)，并記錄最小值對應(yīng)的輸入變量節(jié)點序號I1 ；并針對序號“的變量節(jié)點，禾_<二和更新向變量節(jié)點“的輸出，計算方法如下向其他變量節(jié)點i興i e B(m)的輸出更新計算方法如下么=一(☆)五卞 J[|C| + l。g(l + exp㈠ <「><如)-l。g(l + exp㈠(3)計算第k次迭代各變量節(jié)點總的輸出信息《及第k次迭代各變量節(jié)點向與之相連的每一個校驗節(jié)點輸出的信息；對于每個變量節(jié)點vn，η e [1，N]，將所有與之相連的校驗節(jié)點Cj，j e A (η)向變量節(jié)點νη輸出的信息么，_/ e 4 )以及該變量節(jié)點的初始輸出信息《相加，作為該變量節(jié)點vn總的輸出信息<=^+ ξ、心。各變量節(jié)點Vn將總輸出信號4減去對應(yīng)節(jié)點…，j e A(η)的輸入信號，作為所述信息j = Ln- r} Yi ；(4)根據(jù)《的符號硬判得到一個輸出序列Wk;如果該輸出序列滿足如下條件 Wi//Mx/mod2 = 0, θ為全零行向量；則將該序列Wk作為譯碼輸出，宣布譯碼成功，終止譯碼；否則迭代次數(shù)k加1，如果迭代次數(shù)k大于預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)K，則譯碼失敗，終止譯碼，否則繼續(xù)迭代譯碼跳轉(zhuǎn)至步驟( 進行下一次迭代。
全文摘要
一種適用于低密度奇偶校驗碼的多值修正最小和解碼方法，對每一個校驗節(jié)點將關(guān)聯(lián)的變量節(jié)點輸入數(shù)據(jù)符號相乘得到總的輸出符號，同時比較相鄰變量節(jié)點輸入數(shù)據(jù)的絕對值大小，得到最小值、次最小值以及第三最小值，另外記錄最小值對應(yīng)的變量節(jié)點序號；對于最小值所對應(yīng)的變量節(jié)點，將次最小值和第三最小值作對數(shù)似然比(LLR)域的加法運算，得到的結(jié)果乘以所述總的輸出符號和該變量節(jié)點輸入數(shù)據(jù)符號，作為向最小值對應(yīng)的變量節(jié)點的輸出信息；對于其他變量節(jié)點，則將最小值和第三最小值做LLR域的加法運算，得到的結(jié)果乘以所述總的輸出符號和該變量節(jié)點輸入數(shù)據(jù)符號，作為向該變量節(jié)點的輸出信息。本發(fā)明的譯碼方法性能好、復(fù)雜度低、實現(xiàn)簡單。
文檔編號H03M13/11GK102412846SQ20111038788
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者姜明, 竇金芳 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所