[发明专利]一种多进制LDPC译码系统和方法

说明书

本发明涉及LDPC译码领域，公开了一种多进制LDPC译码系统和方法。包括：步骤101，输入元素初始化模块计算信息向量表Lsubgt;j/subgt;；步骤102，变量节点更新模块通过使用c2v信息向量和排序模块更新v2c信息向量；步骤103，校验节点更新模块通过使用v2c信息向量和排序模块更新c2v信息向量；步骤104，根据c2v信息向量和原始概率通过排序模块得出迭代结果；步骤105，判决模块将迭代结果和校验矩阵进行计算，如果满足结束条件则译码结束，否则回到步骤102；步骤106，输出模块输出判决结果。本发明通过分时共用一个排序模块，用尽量少的资源完成各个步骤信息向量的更新和排序。

技术领域

本发明涉及LDPC译码领域，尤其涉及一种多进制LDPC译码系统和方法。

背景技术

1962年，Gallager在其博士论文中提出了基于低密度奇偶校验矩阵的纠错码，即LDPC码。然而限于当时的计算能力，他的工作一直未被重视。

1993年，C.Berrou等人提出了Turbo码，其优越的性能让人震惊，并且直接推动了编码理论的发展。

随后，LDPC码又被重新发现，1996年，Mackay和Neal使LDPC的研究跨入了新的领域，逐渐证明了LDPC码性能好于Turbo码，是最接近香农极限的好码，并且在现有技术下是可实际应用的。

多进制LDPC码相比二进制LDPC码的不同：

接收到的码字不再是0、1序列，而是定义在GF(q)上的元素(0～q-1)。

校验矩阵中的非零元素也不只是1，而是GF(q)上的元素(0～q-1)。

多进制LDPC码性能优于二进制LDPC码，但是以付出更高的编译码复杂度为代价。多进制LDPC码能够提高性能的原因在于：二进制LDPC码的校验矩阵为了避免短环的出现，列重只能取的较小。而在GF(q)域，在不改变双向图结构的情况下，可增加校验矩阵的列重。

除了用校验矩阵，还可以使用双向的图描述LDPC码，称为Tanner图。Tanner图由三部分构成：

变量节点，共n个，对应校验矩阵的列，也对应输入码字序列，V＝{v₀,v₁,v₂,...,v_n}；

校验节点，共m个，对应校验矩阵的行，C＝{c₀,c₁,c₂,...,c_m}；

边，对应校验矩阵中非零元素。

LDPC译码的两个关键过程：变量节点更新、校验节点更新。LDPC的迭代过程就是信息向量在变量节点和校验节点之间来回传递，其传递的路径由校验矩阵H规定。当信息向量碰到了变量节点或校验节点时，就触发了相应的更新操作，不同的LDPC译码算法有不同的更新方法。一次迭代包括了一次变量节点更新和一次校验节点更新。

扩展最小和译码算法中最重要的结构是信息向量，输入信息节点的初始化、迭代中传递的c2v、v2c都是信息向量。信息向量是一个n*2的矩阵，第一列是GF(q)域中所有的元素，第二列是该元素对应的似然比LLR值，具体介绍如下：

每个变量节点元素y_j，有其对应的信息向量L_j。信息向量L_j的每个元素是由有限域元素x及其对数似然比LLR值组合而成(x,LLR(x))。所有的q个有限域元素x∈GF(q)，及其对应的对数似然比值LLR(x)一起构成了信息向量L_j(q行2列的矩阵)。其中，有限域元素x对应的对数似然比计算公式如下：