[发明专利]一种低复杂度的LDPC码译码方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域信道纠错编码LDPC码(Low Density Parity Check Code, 低密度奇偶校验码)的译码方法，具体涉及一种基于APP-Based的LDPC码译码方法，以在保持较低译码复杂度的同时提高译码性能。

背景技术

数据在存储和传输的过程中经常会引起各种差错。产生这种差错的原因有随机噪声、解调过程的同步丢失、无线传输中的多径衰落、磁性存储器中的磁道缺损等。这种突发错误一般呈非周期性出现且持续时间长短不定。由于这些差错的存在，大大限制了特定宽带下的信息传输速率和特定面积下存储器的存储容量。特别是在无线多媒体传输系统中，由于大量的数据要在带宽有限且受到各种严重突发干扰的信道中以很高的可靠新传输，这一问题就变得更加突出。为了解决数据传输和存储中的可靠性问题，一般采用信道编码的方法。而LDPC码就是一种具有强大纠错能力的编码。

LDPC码最早由Gallager在1962年提出，他同时给出了LDPC码的构造方法、译码算法及其性能分析，故LDPC码又被称为Gallager码。但是由于客观条件的限制。LDPC码并没有引起大多的关注，在很长的一段时间里它都被人认为是一种不实用的码。这种情况一直持续到20世纪90年代。1996年，Mackay和Neal对LDPC码进行了深入的研究，从而发现LDPC码是与Turbo码一样有着接近香农极限优秀性能的好码，甚至在超长码长的情况下其性能超过了Turbo码。使得LDPC码成为了新的研究热点，并逐渐开始得到应用。例如DVB-S2标准已经将LDPC码采纳为前向纠错码，2010年7月，LSI公司和希捷公司联合发布了全球首款采用LDPC纠错编码的硬盘，拓展了LDPC在存储领域的应用。

LDPC码通常使用置信传播(BP, Belief Propagation)的方法译码，该译码方法的复杂度与奇偶校验矩阵中的非零元素成正比，奇偶校验矩阵中非零元素和码长成正比，从而对长码长LDPC码可以实现线性时间复杂度译码，使得逼近香农限不仅存在，而且是可实现的。而且BP译码方法具有内在的并行性，可以用高度并行的结构实现，从而达到很高的译码吞吐率。

在BP译码方法的基础上出现了简化的BP-Based译码方法和APP-Based译码方法。这些简化都是通过近似来完成，因此不可避免的会带来译码性能的损失。也就是说这些译码方法都不能兼顾计算复杂度和译码性能， BP译码方法有很好的译码性能，但是复杂度高，而APP-Based译码方法正好相反，BP-Based译码方法处于两者之间。发明内容

本发明为了克服前面提到的现有技术不足，在APP-Based译码方法的基础上，提出了一种低复杂度的LDPC码译码方法，该方法译码性能好，计算复杂度低。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：一种低复杂度的LDPC码译码方法，包括以下步骤：

（1）接收从信道传输过来的信号：所述信道为AGWN信道，接收端接收到的信号为一长度为n的向量y。

（2）译码初始化：译码器以从信道接收到的信号为基础，进行初始化；n个比特节点分别对应着向量y中的n位，第i个比特节点的初始值L(P_i)等于向量y中第i位的值，如下式所示：

；

同时该值也等于初始时刻比特节点i传递给校验节点j的消息L(q_i)，如下式：

；

（3）迭代译码：分两步进行，分别是校验节点的消息处理和比特节点的消息处理，每一个节点的处理完成之后，会将处理后的消息沿着节点的连线传递给相邻的节点，继续进行下一步的处理；

（4）判决输出：如果，则，否则；若，则译码过程结束，输出结果，供下一级处理系统使用，否则重复步骤（3）直到达到最大译码迭代次数，并标志译码失败。

进一步地，所述步骤（3）的两个子步骤具体为：

（a）校验节点消息处理：对所有的校验节点j和与其相邻的比特节点，计算比特节点传递给校验节点的消息，如下式：