[发明专利]一种分组并行处理的LDPC码动态翻转译码方法

说明书

本发明公开了一种分组并行处理的LDPC码动态翻转译码方法，提出在迭代翻转译码过程中检测相邻两次迭代的翻转序列，是否导致译码处于状态循环，并在检测到状态循环后，动态改变分组比特翻转门限和翻转比特数，有效破除比特翻转译码的无效迭代，提升系统性能。本发明通过简单的校验式计算判断分组比特翻转译码中是否存在状态循环情况，即当相邻两次校验式序列相同，则确定迭代译码陷入错误循环，无法有效翻转比特。在判断出循环状态后，采用动态改变分组比特翻转门限和翻转比特数的方法有效打破状态循环，获得性能改善。这种改进方法，建立在硬判决翻转译码基础上，迭代收敛迅速快，译码吞吐率高，实现复杂度低。

技术领域

本发明涉及LDPC码的一种迭代译码方法，具体涉及到基于一种分组硬判决比特翻转译码算法的改进算法，属于译码技术领域。

背景技术

低密度奇偶校验(LDPC,Low Density Parity Check)码是一种线性分组码，可以用Tanner图和校验矩阵H来表示，其校验矩阵中非零元素的个数远远的小于零元素的个数。由于其具有逼近香农极限的优越性能，引起信道编码领域的极大关注，目前LDPC码在移动和深空通信等领域得到广泛的应用，并具有十分重要的应用前景。对于规则的LDPC码，其每行与每列含有非零元素的数量一致，其中，每列(行)中非零元素的个数称为列(行)重。LDPC码字经过信道传输后，接收端要对其进行信道译码，LDPC译码算法主要分为硬判决译码算法、软判决译码算法以及混合判决译码算法三大类。软判决译码算法因为软信息的引入，加大了译码算法的复杂度，而硬判决译码算法思想简单，复杂度低，易于在硬件实现。

比特翻转(BF,Bit Flipping)译码是由Gallager提出一种硬判决译码方法，该译码方法在每次迭代过程中，仅翻转具有最大翻转权重的一个比特位，但是在有限的迭代次数下，能够纠正的比特数十分有限，算法收敛慢，导致译码性能差；为了加快收敛速度，提出在每次迭代过程中翻转具有最大翻转权重的所有比特位，虽然算法仅涉及实数运算，实现简单，但是寻找最大的翻转权重值使算法复杂度增加。有学者提出在译码算法中增加新的参数：门限阈值，将达到门限值的所有比特位进行翻转。因此，在每次迭代译码的过程中，可能有多个比特位被翻转，增加了译码的收敛速度，并且不需要寻找最大的翻转权重，减小了算法复杂度。

在迭代译码过程中，若将达到门限值的所有比特位进行翻转，可能造成原本正确的比特被翻转，也就是存在过校正问题，基于此，一种新的译码算法被提出——MBF算法(见文献：Jaehwan Jung,In-Cheol Park.Multi-Bit Flipping Decoding of LDPC Codes forNAND Storage Systems.IEEE Communication Letters.VOL.21,NO.5,MAY 2017.)，该算法提出，在确定的翻转门限值T_h下，存在最佳的翻转比特数F_x，将翻转权值达到门限值的比特视为候选者，若候选者的数量超过F_x，则将候选者按照翻转权重由大到小，选取前F_x个进行翻转，否则将所有的候选者进行翻转。但是对翻转权重比较排序，寻找全局前F_x个比特位，复杂度大，在硬件上需要大量比较单元和存储单元，基于此，作者又提出了一种AMBF算法，将码字分为Q组，从每组选取翻转权重值最大的一个比特位组成大小为Q的候选翻转比特集，从中选取F_x个翻转权重最大的局部最大值进行翻转。

发明内容