[发明专利]LDPC码的消息存储和更新方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统中的接收机，更具体地，涉及一种LDPC码的消息存储和更新方法。

背景技术

信道编码研究者已经证明：基于置信传播(belief propagation，简记为BP)方法的二元低密度奇偶校验(low-density parity-check，简记为LDPC)码的迭代译码性能与加性高斯白噪声信道容量只有0.0045dB(参见S.-Y.Chung，G.D.Forney，Jr.，T.J.Richardson，and R.Urbanke.Feb.2001.On the design of low-density parity-check codeswithin 0.0045 dB of the Shannon limit.Vol.5，pp.58-60.IEEE Commun.Lett.)的距离。该迭代译码方法可以自然地描述为LDPC码Tanner图上的消息传递。

根据译码方法和消息类别的不同，迭代译码方法包括：Tanner图上变量节点和校验节点消息的计算、变量节点和校验节点之间消息的交换。由于LDPC码Tanner图的稀疏特性，其一次迭代运算的译码复杂度较低。对于标准BP方法(也叫和积译码方法，存储边信息(包括变量消息和校验消息)进行迭代译码运算)，其译码迭代运算需要存储所有的信道信息、变量消息(BP译码方法中，从变量节点传递给校验节点的消息)和校验消息(BP译码方法中，从校验节点传递给变量节点的消息)。如果LDPC码的码长用N表示，变量节点的平均度数用d_v表示，所有消息都用B比特表示，则基于标准BP方法的LDPC码译码器存储消息所需的存储单元为(2×d_v+1)×B×N比特。

由于LDPC码性能优越、译码复杂度低，其成为一些现代通信系统首选的前向纠错(forward error correcting，简记为FEC)码。例如第二代数字卫星视频广播系统(Digital video broadcasting satelliteversion 2，简记为DVB-S2)、清华提出的数字电视地面广播系统(Digitaltelevision terrestrial broadcasting，简记为China DVB-T)、泰美(TiMi)公司提出的移动多媒体广播系统(Mobile multimedia broadcasting，简记为China CMMB)都使用了LDPC码为内码的级联码作为其信道编码。对于这些广播系统的移动接收机来说，要求LDPC码译码器功率、空间复杂度和时间复杂度越低越好。降低LDPC码译码器空间复杂度的一种方法是在不降低译码性能的前提下减少存储消息的总量。

基于最小和(Min-Sum，简记为MS)方法，参考文献2(J.Dielissen，A.Hekstra，and V.Berg.Low cost LDPC decoder for DVB-S2.2006.Philips Research，High Tech Campus 5，5656 AE Eindhoven，TheNetherlands.)提出为每一个变量节点存储一个和(与该变量节点相连的所有校验节点传递给该变量节点的校验消息的和)，为每一个校验节点存储一个向量(包括最小值的幅度、次小值的幅度、最小值的索引和dc个符号)。此处，dc是校验节点的度数，对于规则LDPC码是常数，非规则LDPC是一个变量。如果LDPC码的码率用R表示，采用此方法的译码器存储消息所需的存储单元为(B+(1-R)(2B+log2(dc)+dc))×N比特。

基于洪水信息传递策略(flooding schedule(参见F.R.Kschischangand B.J.Frey，and H.A.Loeliger，Factor graphs and the sum-productalgorithm.2001.IEEE Trans.Inf.Theory，47(2)，pp.498～519))的BP译码方法(也就是上文中所指的标准BP方法)是本领域公知的，所以这里只给出基于触发消息传递策略(trigger schedule)的、以校验节点为中心(check node central，简记为CN_C)的BP方法。在方法描述之前，给出以下定义。