[发明专利]基于变量节点可靠性的低复杂度LDPC动态调度译码更新方法

说明书

本发明公开一种基于变量节点可靠性的低复杂度LDPC动态调度译码更新方法，在变量节点的点残差的基础上，利用振荡选择定理和变量节点校验度准则的动态选择策略选择出携带可靠外信息的变量节点进行更新。本发明不单纯依靠残差为量度，而是设置了变量节点的振荡选择定理和校验度准则来将所有变量节点按外信息可靠性的高低和可靠性的大小依次划分了几类，优先从携带可靠外信息的变量节点集合中选择残差最大的变量节点进行更新，这样可以充分利用译码过程中消息动态变化的特性，使变量节点信息快速传递到其他节点，提升了译码性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于变量节点可靠性的低复杂度LDPC动态调度译码更新方法。

背景技术

1962年Gallager在他的博士论文中首次提出LDPC码，同时对该码的定义、表示方法、编码方法和译码方法做了全面表述。但是由于当时技术条件的限制，LDPC码并未得到研究人员足够的关注。直到1996年MacKey和Neal两人基于Tanner图对LDPC码性能进行了深入研究，同时发现在码长足够长的情况，LDPC码的纠错性能逼近香农极限，掀起了LDPC码在编码领域的研究热潮。从近二十年的研究成果来看，人们对LDPC码的研究主要包括码字构造、译码算法优化、性能分析和LDPC码的实际应用等方面。目前LDPC码已广泛应用于深空通信、光纤通信、卫星数字视频和音频广播等领域。并且在移动通信领域，5G标准的中长码编码方案也已确认为LDPC码。

LDPC译码算法主要分为两大类，分别是硬判决译码算法和软判决译码算法。硬判决译码算法译码方式简单，易于硬件实现，但由于硬判决译码过程中未能充分利用信道概率信息，导致译码纠错性能较差。所以目前学者的研究主要针对于软判决译码算法。

软判决译码算法主要基于Gallager提出的置信传播译码算法即BP算法。在此基础上，根据消息更新的调度规则，软判决译码可分为三类：并行消息更新策略、串行消息更新策略和动态异步消息更新策略。其中动态异步消息更新策略的收敛速度最快、纠错性能最好，非常适合应用于对收敛速度和纠错性能要求高的场合。2007年Casado等人将基于残余度的置信传播策略引入到LDPC译码中，提出了一种基于残差的置信传播算法即RBP算法，把残差值的大小作为动态异步更新算法中的量度来选择需要更新的消息。RBP算法是一种贪婪算法，主要表现为，虽然RBP算法在最初的几次迭代中收敛速度下降很快，但是随着迭代次数的增加，误码率却不能持续下降。为了改善RBP算法的贪婪性，Casado在RBP算法的基础上提出了贪婪性较低的NW RBP算法。2009年，Kim等人提出了一种基于变量节点到校验节点消息残差的VC RBP译码算法，和NW RBP算法类似，Kim同时提出了NVC RBP算法以降低VCRBP算法的贪婪性。之后，Han和Gong等人提出了一种基于变量节点消息相对残余度的EDS-LBP算法，该算法首次提出了相对残差的概念，仿真结果证明了EDS-LBP算法优异的纠错性能。随后，Lee等人针对动态调度算法提出了贪婪集和沉默节点的概念，针对这两个问题，Lee分别提出了SVNF算法和Q-RBP算法作为相应的解决方案。

尽管上面所述的译码算法针对LDPC动态调度策略的问题提出了不同的解决方案，但动态调度译码仍然普遍存在一些问题：一是贪婪性。二是译码过程中变量节点和边的选取方法有待调整。三是动态调度译码策略的复杂度过高。所以，针对以上几个问题，本发明提出了SVC RBP算法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种基于变量节点可靠性的低复杂度LDPC动态调度译码更新方法，采用的技术方案如下：

基于变量节点可靠性的低复杂度LDPC动态调度译码更新方法，在变量节点的点残差的基础上，利用振荡选择定理和变量节点校验度准则的动态选择策略选择出携带可靠外信息的变量节点进行更新，

所述变量节点可靠性动态选择策略包括如下步骤：