一種ldpc碼加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)譯碼算法的混合提前停止迭代方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種LDPC碼加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)譯碼算法的混合提前停止迭代方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低密度奇偶校驗(yàn)（Low-density Parity-check, LDPC)碼在移動(dòng)通信、深空通 信和光通信等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景；LDPC碼作為一類(lèi)線(xiàn)性分組碼，是由其校驗(yàn)矩 陣來(lái)定義的；通?？苫跀z影幾何（Projective Geometry，PG)的點(diǎn)和線(xiàn)和漸近邊增長(zhǎng) (Progressive Edge-Growth，PEG)算法來(lái)設(shè)計(jì)校驗(yàn)矩陣；二者可分別記為PG-LDPC碼和 PEG-LDPC 碼。
[0003] LDPC碼的典型譯碼算法包括三類(lèi)：具有最低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度對(duì)應(yīng)最差譯碼性能的比 特翻轉(zhuǎn)（Bit Flipping, BF)算法；具有較高實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度且譯碼性能優(yōu)異的和積算法；實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜度和譯碼性能介于BF算法和和積算法之間的加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)（Weighted BF，WBF)算法； 第一種WBF算法將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)鄰接的信息節(jié)點(diǎn)的最小幅度作為雙極性校驗(yàn)子的權(quán)重，其譯碼 步驟可歸納為：
[0004] 步驟一：設(shè)定迭代次數(shù)k的初值為1，終值為Kmax。取MXN的校驗(yàn)矩陣H，計(jì)算校驗(yàn) 矩陣H中信息節(jié)點(diǎn)的權(quán)重〇mn: 其中M表示校驗(yàn)位長(zhǎng)度，m e [1，M]，N表示 碼長(zhǎng)，n e [1，N]，A (m)表示校驗(yàn)矩陣H的第m行中元素為" 1"的位置構(gòu)成的集合，rn表示 信道接收序列r = Cr1,…，rn,…，rN)的第η個(gè)元素。
[0005] 步驟二：按照"如果rn> 0,則ζ n= 1 ;如果r η< 0,則ζ η= 0"的判決規(guī)則對(duì)信道 接收序列r進(jìn)行硬判，設(shè)判決后的序列為Z= (Zp-^zn，…，ζΝ)，其中zne {〇，1}。利用信 道硬判決序列2計(jì)算伴隨式8:8={81，1^81]1，1^1 1}=2紀(jì)，具體來(lái)講~=(2^(,"6)?1?12;
[0006] 步驟三：判斷s的值，如果s為零，則輸出z，轉(zhuǎn)入步驟六；如果s不為零則轉(zhuǎn)入步 驟四；
[0007] 步驟四：根據(jù)公SEn= Σ meB(n)(2sm-l) (^計(jì)算各個(gè)信息節(jié)點(diǎn)的翻轉(zhuǎn)函數(shù)，其中 B (η)表示H的第η列中元素為"1"的位置構(gòu)成的集合，Sm表示伴隨式s的第m個(gè)元素。找 出翻轉(zhuǎn)函數(shù)的值最大的信息節(jié)點(diǎn)，對(duì)該信息節(jié)點(diǎn)在z中對(duì)應(yīng)的比特位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，得到新的 Z，轉(zhuǎn)入步驟五；
[0008] 步驟五：利用步驟四得到的z重新計(jì)算伴隨式s。如果s全零，則停止迭代，輸出 Z，轉(zhuǎn)入步驟六；如果S非全零，但k彡Kmax，也停止迭代，輸出Z，轉(zhuǎn)入步驟六。否則k = k+1， 跳至步驟四。
[0009] 步驟六：譯碼結(jié)束。
[0010] 此后，改進(jìn)型WBF (Modif ied WBF, MWBF)算法和改善的改進(jìn)型WBF (Improved Modified WBF，IMWBF)被相關(guān)學(xué)者相繼提出，表1給出了上述三種算法的權(quán)重和翻轉(zhuǎn)函數(shù) 計(jì)算方法。
[0011] 表1三種WBF算法的權(quán)重和翻轉(zhuǎn)函數(shù)計(jì)算方法比較
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種LDPC碼加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)譯碼算法的混合提前停止迭代方法，包括W下步驟：S1.對(duì)信道接收序列r=h，…，r。，…，叫）進(jìn)行硬判決，硬判決規(guī)則為；"如果r。^ 0,則Z。 =1 ;如果0,則Zn= 〇";S2.得到判決后的序列為Z= (Z?！琙。，…，Zn)，然后再對(duì)Z 譯碼，其中Z"G{0, 1}，1《n《N，N表示碼長(zhǎng)；其特征在于；所述的步驟S2包括W下子步 驟：
521. 設(shè)定迭代次數(shù)k的初值為1，終值為Km"，取MXN的校驗(yàn)矩陣H，計(jì)算校驗(yàn)矩陣H中 信息節(jié)點(diǎn)的權(quán)重?? : 哉J(rèn)V,,{材} '其中M表示校驗(yàn)位長(zhǎng)度，mG[1，M]，A(m)表示H的 第m行中元素為"1"的位置構(gòu)成的集合，A(m)\n表示集合A(m)中除去n后剩余的其他 兀素；
522. 利用Z計(jì)算伴隨式
523. 判斷伴隨式sk-i的值； (1)當(dāng)sW= 0時(shí)，輸出Z，跳轉(zhuǎn)至步驟S27 ; 似當(dāng)sk-i聲0時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟S24 ;
524. 計(jì)算各個(gè)信息節(jié)點(diǎn)的翻轉(zhuǎn)函數(shù)片：
其中1《n《N， B(n)表示H的第n列中元素為"1"的位置構(gòu)成的集合，a為待優(yōu)化的加權(quán)因子；
525. 求出翻轉(zhuǎn)函數(shù)的最大值
(1) 當(dāng)MAX>0時(shí)，執(zhí)行比特翻轉(zhuǎn)操作2。= (z"+l)mod2,得到比特翻轉(zhuǎn)后的Z，其中 "=ar扛" =MA5^姻巧專(zhuān)至步驟S26 ; (2) 當(dāng)MAX《0時(shí)，執(zhí)行比特翻轉(zhuǎn)操作z"= (z"+l)mod2,得到比特翻轉(zhuǎn)后的Z，利用比 特翻轉(zhuǎn)后的Z計(jì)算翻轉(zhuǎn)后的伴隨式sk的漢明重量； (2-1)如果Ssk< 表明執(zhí)行比特翻轉(zhuǎn)操作后伴隨式的漢明重量減小，即翻轉(zhuǎn)操 作能使不滿(mǎn)足校驗(yàn)的方程的個(gè)數(shù)減小，則跳至步驟S26 ; (2-2)如果表明執(zhí)行比特翻轉(zhuǎn)操作后伴隨式的漢明重量不變或增大，即 執(zhí)行翻轉(zhuǎn)操作不能使不滿(mǎn)足校驗(yàn)的方程的個(gè)數(shù)減小，則立即停止迭代，輸出執(zhí)行比特翻轉(zhuǎn) 操作前的Z，跳轉(zhuǎn)至步驟S27;
526. 利用步驟S25得到的比特翻轉(zhuǎn)后的Z計(jì)算比特翻轉(zhuǎn)后的伴隨式sN (1) 如果sk全零，則停止迭代，輸出比特翻轉(zhuǎn)后的Z，并跳轉(zhuǎn)至步驟S27 ; (2) 在sk非全零，并且k>K。"時(shí)，停止迭代，輸出比特翻轉(zhuǎn)后的Z，并跳轉(zhuǎn)至步驟S27 ; (3) 在sk非全零，并且k<Km"時(shí)，k=k+l，跳至步驟S24 ;S27.譯碼結(jié)束。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種LDPC碼加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)譯碼算法的混合提前停止迭代方法，包括步驟S1進(jìn)行硬判決和步驟S2對(duì)硬判決后的序列進(jìn)行譯碼，所述的步驟S2包括以下子步驟：S21初始化；S22計(jì)算伴隨式；S23判斷伴隨式的值是否為0；S24計(jì)算翻轉(zhuǎn)函數(shù)；S25計(jì)算翻轉(zhuǎn)函數(shù)最大值，并聯(lián)合判斷翻轉(zhuǎn)函數(shù)最大值的符號(hào)和翻轉(zhuǎn)后伴隨式的漢明重量變化；S26判斷翻轉(zhuǎn)后伴隨式是否全零以及迭代次數(shù)是否小于終值；S27譯碼結(jié)束。本發(fā)明提供一種了LDPC碼加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)譯碼算法的混合提前停止迭代方法，能提升正確判別的概率，進(jìn)而降低譯碼性能損失，在運(yùn)用于IMWBF算法時(shí)不會(huì)帶來(lái)譯碼性能損失。
【IPC分類(lèi)】H03M13-11
【公開(kāi)號(hào)】CN104796159
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510226241
【發(fā)明人】張高遠(yuǎn), 文紅, 謝遠(yuǎn)鵬, 李騰飛, 周亮
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日