[发明专利]一种基于简化BP算法的LDPC译码方法

说明书

本发明涉及一种基于简化BP算法的LDPC译码方法，属于无线通信技术领域。该方法实现BP算法的化简，降低LDPC译码的复杂度，并能够适应5G NR的标准。运用等误差线性逼近原理生成的分段线性近似函数，替代BP算法中校验节点更新中的非线性函数，改进后的BP算法只含有乘法和加法，从而降低BP算法在5G终端中硬件实现的复杂度。该方法适用于5G QC‑LDPC，并对各种LDPC码具有适用性，具有低复杂度、高吞吐率的特点，适合无线通信技术的信道译码领域。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种基于简化BP算法的LDPC译码方法。

背景技术

通信的目的是将信源信息通过信道髙效且可靠地传送到信宿，使得接收端精确地或以给 定的失真度重现信源的输出。无线通信是现代通信中的重要组成部分，经过几十年的发展， 无线通信由最初的第一代无线通信系统(first generation wireless system,1G)的模拟通信开始， 历经2G、3G、4G数字通信的发展壮大，到如今，5G已经成为现代通信技术的研究重点，并且， 逐步进入到商用部署阶段。

增强型移动带宽(eMBB)是第五代无线通信系统(fifth generation wirelesssystem,5G)的三 大应用场景之一。为了满足eMBB场景下对于5G超大数据吞吐量的要求，第三代合作伙伴计划 (Third Generation Partnership Project,3GPP)在其标准中确认eMBB场景下5G新空口(New radio, NR)数据信道的编码方法为低密度奇偶校验码(Low-density parity-check,LDPC)，而控制信道的 编码方法为极化码(Polar code)。在此基础上，将LDPC的一类编码方式——准循环 LDPC(Quasi-Cyclic LDPC,QC-LDPC)引入5G NR的数据信道。同时，在3GPP的相关标准中已经确 立了QC-LDPC的结构。

译码算法的复杂性对于LDPC译码器的整体性能至关重要。过去已经研究的各种算法始终 会在译码算法的复杂度和译码性能之间进行权衡。LDPC译码算法根据判决方式可以分为硬判 决算法和软判决算法，硬判决算法一般是比特翻转(Bit Flipping,BF)算法及其改进型算法，这类 算法的硬件实现较为简单，但其译码性能较弱。软判决算法是基于消息传递(Message Passing, MP)算法的置信传播(Belief Propagation,BP)算法，这是LDPC最原始的软判决译码算法，其具有 逼近香农极限的优秀译码性能。然而在BP算法中，校验节点更新过程包含大量的双曲函数计 算，因此硬件实现复杂度相对较高，不利于实际应用。

随着5G技术的进一步发展，对于5G的需求也不断增强。3GPP标准已经明确了5GQC-LDPC 的结构和编码过程，因此，对于其译码的研究也不断深入。为了保证5G对于功耗、成本等的 高要求，LDPC译码也需要低复杂度实现并能满足5G的各种场景需求。

综上所述，LDPC译码算法需要实现低复杂度，译码性能优异，在无线通信中，满足5G NR 的相关标准，并能适应其他的LDPC编码。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于简化BP算法的LDPC译码方法，该方法降低 了BP算法的译码复杂度，能够保持较好的译码性能，能够满足5G终端高吞吐量的要求，克 服传统译码算法高复杂度和硬件实现困难的缺陷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于简化BP算法的LDPC译码方法，该方法包括以下步骤：

S1：校验矩阵H＝M×N，其中M＝1,2,…,m，N＝1,2,…,n；

S2：初始化：变量节点L_j初始化为信道信息，其中j表示第j个变量节点；设置迭代次数；

S3：对变量节点和校验节点进行更新，并获得每一层更新后变量节点的后验信息；