[发明专利]一种低复杂度的多元LDPC码译码方法及译码器

摘要

本发明公开了一种低复杂度的多元LDPC码译码方法，包括步骤：一、初始化；二、信号检测；三、判断循环次数是否达到了预设的最大循环次数，未达到时，执行四，否则，执行五；四、译码停止模块计算最可能估计符号序列的校验和，校验和为全零向量时，执行五，否则，执行六；五、译码结果输出；六、变量节点进行传送给校验节点的信息更新；七、校验节点进行信息更新；八、变量节点进行传送给检测节点的信息更新；九、检测节点进行信息更新；本发明还公开了一种低复杂度的多元LDPC码译码器。本发明的方法步骤简单，能够满足高速高效的要求，能够取得更好的译码性能和更宽泛的适用条件，实用性强，使用效果好，便于推广使用。 1

主权项

1.一种低复杂度的多元LDPC码译码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、初始化循环次数为0；步骤二、信号检测：信号检测模块对接收序列y按照最大似然判决准则进行硬判决，得到与接收序列y相对应的发送序列x的最可能估计序列和次可能估计序列并计算接收序列y的可靠度量Δd；然后，对最可能估计序列进行解映射得到最可能估计符号序列z₁，对次可能估计序列进行解映射得到次可能估计符号序列z₂；最后，将接收序列y的可靠度量Δd、最可能估计符号序列z₁和次可能估计符号序列z₂传送给变量节点，并将最可能估计符号序列z₁传送给译码停止模块；步骤三、判断循环次数是否达到了预设的最大循环次数，当循环次数未达到预设的最大循环次数时，执行步骤四，否则，执行步骤五；步骤四、校验输出：译码停止模块计算最可能估计符号序列z1的校验和，当校验和为全零向量时，执行步骤五，否则，执行步骤六；步骤五、将译码结果中的信息位输出并结束译码循环；步骤六、变量节点进行传送给校验节点的信息更新：变量节点信息更新模块根据变量节点接收到的接收序列y的可靠度量Δd，选出与每个校验节点相连的可靠度量最小的变量节点，该变量节点给与其相连的校验节点传送最可能估计符号序列z1和次可能估计符号序列z2，除该变量节点外的其他变量节点只给与其相连的校验节点传送最可能估计符号序列z1；步骤七、校验节点进行信息更新：校验节点信息更新模块根据Chase‑like译码算法计算其返回给与其相连的各个变量节点的两个估计符号，并将这两个估计信号作为外信息传送给与其相连的各个变量节点；步骤八、变量节点进行传送给检测节点的信息更新，具体过程为：步骤801、变量节点信息更新模块根据接收的外信息作为该变量节点符号的投票，进行票数统计，并根据票数计算每个变量节点符号分别等于q个元素的概率向量其中，q为有限域的大小；步骤802、变量节点信息更新模块计算出每个变量节点符号的累积概率向量p；步骤803、变量节点信息更新模块根据每个变量节点符号的累积概率向量p得出概率最大元素amax和概率次大元素amin，并计算出概率最大元素amax和概率次大元素amin对应票数的差值Δf；步骤804、将每个变量节点对应的信息对(amax，Δf)传送给检测节点；步骤九、检测节点进行信息更新：检测节点信息更新模块根据从变量节点接收到的信息产生更新步长和更新方向，对所有变量节点对应的译码器接收值进行更新，然后，循环次数自加1并返回步骤二；步骤二中计算接收序列y的可靠度量Δd的方法为：首先，计算接收序列y的每个分量y_j与最可能估计序列的每个分量的欧式距离d_j,1，以及接收序列y的每个分量y_j与次可能估计序列的每个分量的欧式距离d_j,2；然后，计算欧氏距离d_j,1和d_j,2的差并取绝对值，得到接收序列y的每个分量y_j的可靠度量Δd_j，取j为0～n‑1之间的整数，得到接收序列y的可靠度量Δd＝{Δd₀,Δd₁,…,Δd_n‑ 1}；其中，n为多元LDPC码的校验矩阵H的列数；步骤801中变量节点信息更新模块根据票数计算循环次数为k时每个变量节点符号分别等于q个元素的概率向量的方法为：根据计算公式计算循环次数为k时变量节点符号为元素a的分量概率取a为0～q‑1之间的有限域元素，得到其中，GF(q)表示大小为q的有限域，为循环次数为k时元素a的票数；步骤802中变量节点信息更新模块计算出循环次数为k每个变量节点符号的累积概率向量的方法为：根据计算公式计算循环次数为k时变量节点符号等于元素a的分量累积概率取a为0～q‑1之间的有限域元素，得到其中，累积概率的初始化值为解调器根据信道接收值得出的元素a的概率，为循环次数为k‑1时变量节点符号等于元素a的累积概率，表示循环次数为k时变量节点符号等于元素w的累积概率，表示循环次数为k‑1时变量节点符号等于元素w的累积概率，w为大小为q的有限域中的元素；步骤九中检测节点信息更新模块根据从变量节点接收到的信息产生更新步长和更新方向，对所有变量节点对应的译码器接收值进行更新的具体过程为：步骤901、对每个变量节点υ_j，首先对其估计符号进行星座映射，得到映射后的星座点然后判断是否成立，当成立时，执行步骤902；否则，当不成立时，令其中，为以为圆心，以r为有效搜索半径的圆，为第k次迭代中接收序列y的第j个分量，d_min为星座点间的最小欧氏距离；为第k‑1次迭代中接收序列y的第j个分量；步骤902、根据公式计算更新步长其中，为变量节点υ_j符号的最大得票数与次大得票数的票数差，d_v为校验矩阵H的列重；步骤903、根据公式计算更新方向其中，为发送符号x_j的最可能估计符号；步骤904、根据公式对变量节点υ_j对应的译码器接收值进行更新，其中，为第k+1次迭代中接收序列y的第j个分量。