專利名稱：一種低復(fù)雜度的ldpc碼譯碼方法
一種低復(fù)雜度的LDPC碼譯碼方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域信道糾錯編碼LDPC碼(Low Density Parity Check Code, 低密度奇偶校驗(yàn)碼)的譯碼方法，具體涉及一種基于APP-Based的LDPC碼譯碼方法，以在 保持較低譯碼復(fù)雜度的同時提高譯碼性能。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)在存儲和傳輸?shù)倪^程中經(jīng)常會引起各種差錯。產(chǎn)生這種差錯的原因有隨機(jī)噪 聲、解調(diào)過程的同步丟失、無線傳輸中的多徑衰落、磁性存儲器中的磁道缺損等。這種突發(fā) 錯誤一般呈非周期性出現(xiàn)且持續(xù)時間長短不定。由于這些差錯的存在，大大限制了特定寬 帶下的信息傳輸速率和特定面積下存儲器的存儲容量。特別是在無線多媒體傳輸系統(tǒng)中， 由于大量的數(shù)據(jù)要在帶寬有限且受到各種嚴(yán)重突發(fā)干擾的信道中以很高的可靠新傳輸，這 一問題就變得更加突出。為了解決數(shù)據(jù)傳輸和存儲中的可靠性問題，一般采用信道編碼的 方法。而LDPC碼就是一種具有強(qiáng)大糾錯能力的編碼。
LDPC碼最早由Villager在1962年提出，他同時給出了 LDPC碼的構(gòu)造方法、譯碼 算法及其性能分析，故LDPC碼又被稱為Villager碼。但是由于客觀條件的限制。LDPC碼 并沒有引起大多的關(guān)注，在很長的一段時間里它都被人認(rèn)為是一種不實(shí)用的碼。這種情況 一直持續(xù)到20世紀(jì)90年代。1996年，Mackay和Neal對LDPC碼進(jìn)行了深入的研究，從而 發(fā)現(xiàn)LDPC碼是與Turbo碼一樣有著接近香農(nóng)極限優(yōu)秀性能的好碼，甚至在超長碼長的情況 下其性能超過了 Turbo碼。使得LDPC碼成為了新的研究熱點(diǎn)，并逐漸開始得到應(yīng)用。例如 DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)將LDPC碼采納為前向糾錯碼，2010年7月，LSI公司和希捷公司聯(lián)合發(fā)布 了全球首款采用LDPC糾錯編碼的硬盤，拓展了 LDPC在存儲領(lǐng)域的應(yīng)用。
LDPC碼通常使用置信傳播(BP，Belief ftOpagation)的方法譯碼，該譯碼方法的 復(fù)雜度與奇偶校驗(yàn)矩陣中的非零元素成正比，奇偶校驗(yàn)矩陣中非零元素和碼長成正比，從 而對長碼長LDPC碼可以實(shí)現(xiàn)線性時間復(fù)雜度譯碼，使得逼近香農(nóng)限不僅存在，而且是可實(shí) 現(xiàn)的。而且BP譯碼方法具有內(nèi)在的并行性，可以用高度并行的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到很高的 譯碼吞吐率。
在BP譯碼方法的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了簡化的BP-Based譯碼方法和APP-Based譯碼方 法。這些簡化都是通過近似來完成，因此不可避免的會帶來譯碼性能的損失。也就是說這 些譯碼方法都不能兼顧計(jì)算復(fù)雜度和譯碼性能，BP譯碼方法有很好的譯碼性能，但是復(fù)雜 度高，而APP-Based譯碼方法正好相反，BP-Based譯碼方法處于兩者之間。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了克服前面提到的現(xiàn)有技術(shù)不足，在APP-Based譯碼方法的基礎(chǔ)上，提出了 一種低復(fù)雜度的LDPC碼譯碼方法，該方法譯碼性能好，計(jì)算復(fù)雜度低。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種低復(fù)雜度的LDPC碼譯碼方 法，包括以下步驟(1)接收從信道傳輸過來的信號所述信道為AGWN信道，接收端接收到的信號為一長 度為η的向量_f。
(2)譯碼初始化譯碼器以從信道接收到的信號為基礎(chǔ)，進(jìn)行初始化識個比特節(jié) 點(diǎn)分別對應(yīng)著向量中的《位，第i個比特節(jié)點(diǎn)的初始值Z (Λ.)等于向量_7中第i位的值， 如下式所示
UPd=Ji ；
同時該值也等于初始時刻比特節(jié)點(diǎn)i傳遞給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)j的消息Z ，如下式 聊m)；
(3)迭代譯碼分兩步進(jìn)行，分別是校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的消息處理和比特節(jié)點(diǎn)的消息處理，每一 個節(jié)點(diǎn)的處理完成之后，會將處理后的消息沿著節(jié)點(diǎn)的連線傳遞給相鄰的節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)行 下一步的處理；
(4)判決輸出如果￡(名)>O,則 = O,否則 = 1 ；若|/Ζ = ，則譯碼過程結(jié)束，輸出
結(jié)果，供下一級處理系統(tǒng)使用，否則重復(fù)步驟(3)直到達(dá)到最大譯碼迭代次數(shù)，并標(biāo)志譯碼 失敗。進(jìn)一步地，所述步驟(3)的兩個子步驟具體為
(a)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息處理對所有的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)J·和與其相鄰的比特節(jié)點(diǎn)Ze巧，計(jì)算比特 節(jié)點(diǎn)傳遞給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的消息，如下式
權(quán)利要求
1.一種低復(fù)雜度的LDPC碼譯碼方法，其特征在于，包括以下步驟(1)接收從信道傳輸過來的信號所述信道為AGWN信道，接收端接收到的信號為一長 度為η的向量(2)譯碼初始化譯碼器以從信道接收到的信號為基礎(chǔ)，進(jìn)行初始化-’n個比特節(jié)點(diǎn)分 別對應(yīng)著向量中的《位，第i個比特節(jié)點(diǎn)的初始值Z (Λ.)等于向量_7中第i位的值，如下 式所示明)=方；同時該值也等于初始時刻比特節(jié)點(diǎn)i傳遞給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)j的消息Z ，如下式irn: UPd ；(3)迭代譯碼分兩步進(jìn)行，分別是校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的消息處理和比特節(jié)點(diǎn)的消息處理，每一 個節(jié)點(diǎn)的處理完成之后，會將處理后的消息沿著節(jié)點(diǎn)的連線傳遞給相鄰的節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)行 下一步的處理；(4)判決輸出如果￡(名)>0，則色=0,否則名=1；若好f = fl，則譯碼過程結(jié)束，輸出結(jié)果，供下一級處理系統(tǒng)使用，否則重復(fù)步驟(3)直到達(dá)到最大譯碼迭代次數(shù)，并標(biāo)志譯碼 失敗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低復(fù)雜度的LDPC碼譯碼方法，其特征在于，所述步驟(3)的兩 個子步驟具體為(a)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息處理對所有的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)J·和與其相鄰的比特節(jié)點(diǎn)6 ,計(jì)算比特 節(jié)點(diǎn)傳遞給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的消息，如下式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低復(fù)雜度的LDPC碼譯碼方法，該方法以APP-Based譯碼方法為基礎(chǔ)，通過加入修正因子，改善了譯碼性能，通過降低節(jié)點(diǎn)間所傳遞消息的置信度，在一定程度上彌補(bǔ)了近似帶來的性能損失，使其能夠在保持較低計(jì)算復(fù)雜度的同時，有效的減小誤碼率和譯碼迭代次數(shù)。
文檔編號H03M13/11GK102045072SQ20111002049
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者張雷雷, 李袁鑫, 沈海斌, 陳武 申請人:浙江大學(xué)