[发明专利]一种基于LDPC码的动态列更新译码方法

摘要

本发明针对LDPC码的SBP译码算法，提出了一种基于LDPC码的动态列更新译码方法（ISBP），该方法采用SBP的列消息更新，却极大地提升了译码性能。其译码性能接近最好的IDS BP算法，并在高信噪比时超越。ISBP方法从两个层面加速BP译码过程其一，总是优先寻找具有最大残差的不稳定变量节点进行更新。其二，在最新消息相关的残差中选取最大残差，并为克服由此而加重的贪婪性设定迭代阀值，改变最大残差的选取范围。因此，ISBP以阀值为界迭代次数小于阀值时，基于当前变量节点消息更新所能覆盖的所有变量节点残差中选取下一个要优先更新的变量节点；迭代次数大于阀值时，则是基于所有变量节点残差来选取下一个要优先更新的变量节点。

主权项

一种基于LDPC码的动态列更新译码方法，其特征在于，该方法预设迭代阀值，阀值之下在部分残差范围内挑选具有最大残差的不稳定变量节点；阀值之上，则是在所有残差范围挑选具有最大残差的不稳定变量节点；然后对选出的变量节点进行列消息更新；其译码过程如下：选定要更新的变量节点vi，对所有校验节点ca∈N(vi)产生并传递消息同时更新变量节点vi，然后产生并传递消息计算所有变量节点vb∈N(ca)/vi，校验节点ca∈N(vi)的似然比消息残差，迭代次数阀值之下时，下一个优先更新的不稳定变量节点将在计算出的所有变量节点vb中选出，确保用最新的消息对选出的变量节点进行更新；在迭代次数阀值之上时，下一个优先更新的不稳定变量节点将在包括计算出的所有变量节点vb在内的所有非零残差的变量节点中选出，变量节点不稳定是指该变量节点在更新前后的比值符号相反；ISBP译码的具体实现如下：(1)初始化所有mc,v＝0；(2)初始化所有(3)初始化所有(4)如果有就找出最大的同时设置否则找出最大的同时设置(5)对每一个校验节点ca∈N(vmax)，计算(6)计算变量节点vmax的对数似然比；(7)对每一个ca∈N(vmax)，计算同时对每一个vb∈N(ca)/vmax计算并计算变量节点vb的似然比消息残差；(8)如果迭代次数小于阀值，那么在所有{vb|vb∈N(ca)/vmax,ca∈N(vmax)}中选取下一个vmax，否则在所有非零残差的变量节点中选取下一个vmax；(9)如果所有校验方程满足或是达到设定的最大迭代次数，则结束译码，否则返回步骤(4)；其中：mc,v泛指所有校验节点到变量节点的消息；泛指变量节点vi到所有相连的校验节点的消息；表示变量节点vi的信道先验概率；表示变量节点vi的似然比值；表示变量节点vi的似然比值更新前和更新后的残差，但是其似然比值符号在更新前后发生了变化；表示变量节点vi的似然比值更新前和更新后的残差，但是其似然比值符号在更新前后未发生变化；N(vi)表示与变量节点vi相连的所有校验节点集合，校验节点ca∈N(vi)表示校验节点ca将取遍与变量节点vi相连所有校验节点；表示从校验节点ca到变量节点vi的消息，表示从变量节点vi到校验节点cj的消息；N(cj)表示与校验节点cj相连的所有变量节点，N(cj)/vi表示与校验节点cj相连并除去变量节点vi的所有其他变量节点，vb∈N(cj)/vi表示变量节点vb将取遍与校验节点cj相连并排除变量节点vi的所有其他变量节点；ISBP译码是通过辨别更新前后变量节点似然比值符号变化以及变量节点似然比值的所有非零绝对残差，挑选具有最大残差的变量节点，找出需要优先更新的变量节点，继而展开简单地列消息更新和传递；似然比消息残差计算公式：其中m表示计算所需的相关消息，和分别代表变量节点vk更新前和更新后的似然比。