多进制LDPC码译码方法技术

本发明专利技术提供一种多进制LDPC码译码方法，包括：初始化码字符号比特信息和码字比特外信息；对码字符号比特信息进行硬判决和奇偶校验，若校验结果不成功则更新变量节点到校验节点的边信息和校验节点到变量节点的边信息。对校验节点到变量节点的边信息中的外部校验和的置信度进行加权，得到加权比特信息以更新变量节点的码字符号比特信息和码字符号比特外信息在译码的过程中，所有可靠性信息的更新都是在比特形式下进行，具有很低的计算复杂度；而且，码字信息及边信息的置信度长度很短，具有很低的存储复杂度；同时，可以很好地改善现有低复杂度多进制LDPC译码算法在瀑布域的性能损失，并具有很低的错误平台。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，具体是涉及一种多进制LDPC码译码方法。
技术介绍
差错控制编码又称信道编码，能保证通信系统中数据传输的可靠性。低密度奇偶校验码(LDPC)是一类性能可逼近香农极限的线性纠错码，并广泛应用于要求数据高可靠性传输系统中。在过去的十余年里，二进制LDPC码因其出色的表现引起了相当大的关注并得到快速发展。多进制LDPC码可以获得比二进制LDPC码更大的性能增益，然而代价是极其高昂的计算复杂度和存储内存，因此阻碍了多进制LDPC码在实际中的应用和发展。多进制LDPC码的译码基于码校验矩阵的二分图即Tanner图，它由变量节点、校验节点和连接校验节点和变量节点的边构成。现有的多进制LDPC码的译码方法主要有两种：基于置信度传播(BP)的译码算法和基于大数逻辑(MLGD)的译码算法。基于BP的译码算法是译码性能最好的多进制信息传播译码算法，但是其译码复杂度也最大。对于有限域GF(q)(2r)下的多进制LDPC码，基于BP的译码算法在译码过程中，对每个码字符号需要存储该符号全部q个域元素的置信度，并传播长度为q的置信度向量。在每个校验节点的更新运算时需要q2数量级的计算复杂度。而基于MLGD的译码算法在译码过程中对于每个码字符号，只存储并传递该码字符号中可靠性最大的域元素。在译码过程中只进行简单的有限域加法和整数加法运算，因此可以显著降低基于BP译码算法的计算和存储复杂度。然而，基于MLGD的译码方法存在严重的性能损失现象，并且随着LDPC码校验矩阵列重的减小，其性能损失越严重，甚至可能过早出现错误平台。因此，如何在计算复杂度、存储复杂度与译码性能之间实现平衡是多进制LDPC码译码方法亟待解决的难题。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提供一种多进制LDPC码译码方法，能够解决现有多进制LDPC译码算法在译码性能和复杂度之间的均衡问题。本专利技术提供了一种多进制LDPC码译码方法，所述多进制LDPC码由有限域GF(q)(q＝2r)下大小为m×n的奇偶校验矩阵H的零空间定义，所述H的每一行对应一个校验节点，所述H的每一列对应一个变量节点；所述方法包括：初始化码字符号比特信息并根据所述码字符号比特信息初始化码字比特外信息迭代执行如下过程，直到译码成功或超过最大迭代次数：对第k次迭代时对应的码字符号比特信息进行硬判决，所述k为大于或等于0的整数：zj,t(k)=0Rj,t(k)>01Rj,t(k)≤0]]>使用所述奇偶校验矩阵H对硬判决符号向量进行奇偶校验，其中，zj(k)=(zj,0(k),zj,1(k),...,zj,r-1(k))]]>表示对第j个码字符号Rj(k)=(Rj,0(k),Rj,1(k),...,Rj,r-1(k))]]>的各比特信息的硬判决结果；若所述奇偶校验结果指示译码不成功，且所述k小于或等于最大迭代次数，则更新第j个变量节点到第i个校验节点的第一边信息，其中，所述第一边信息包括码字比特外信息映射得到的硬判决符号和所述码字比特外信息映射得到的硬判决符号的置信度，0≤j≤n-1，i∈Mj，0≤t≤r-1，其中，Mj＝{i:0≤i<m,hi,j≠0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多进制LDPC码译码方法，其特征在于，所述多进制LDPC码由有限域GF(q)(q＝2r)下大小为m×n的奇偶校验矩阵H的零空间定义，所述H的每一行对应一个校验节点，所述H的每一列对应一个变量节点；所述方法包括：初始化码字符号比特信息并根据所述码字符号比特信息初始化码字比特外信息其中，0≤t≤r‑1；迭代执行如下过程，直到译码成功或超过最大迭代次数：对第k次迭代时对应的码字符号比特信息进行硬判决，所述k为大于或等于0的整数：zj,t(k)=0Rj,t(k)>01Rj,t(k)≤0]]>使用所述奇偶校验矩阵H对硬判决符号向量进行奇偶校验，其中，表示对第j个码字符号的各比特信息的硬判决结果；若所述奇偶校验结果指示译码不成功，且所述k小于或等于最大迭代次数，则更新第j个变量节点到第i个校验节点的第一边信息，其中，所述第一边信息包括码字比特外信息映射得到的硬判决符号和所述码字比特外信息映射得到的硬判决符号的置信度，0≤j≤n‑1，i∈Mj，其中，Mj＝{i:0≤i<m,hi,j≠0}表示奇偶校验矩阵H的第j列所有非零元素位置的集合；根据所述确定第i个校验节点的校验和并根据所述校验和以及所述更新第i个校验节点到第j个变量节点的第二边信息，所述第二边信息包括所述第二边的外部校验和和所述外部校验和的置信度0≤i≤m‑1，j∈Ni，0≤t≤r‑1，其中，Ni＝{j:0≤j<n,hi,j≠0}表示奇偶校验矩阵H的第i行所有非零元素位置的集合；对所述外部校验和的置信度进行加权处理，所述加权处理包括基于汉明距离加权因子的加权处理，得到第i个校验节点输入给第j个变量节点的加权比特信息其中，所述汉明距离加权因子根据所述外部校验和的比特序列与所述硬判决符号向量z(k)的比特序列之间的汉明距离确定；根据所述加权比特信息更新所述第j个变量节点对应的第j个码字符号比特信息和第j个码字符号比特外信息...

【技术特征摘要】
1.一种多进制LDPC码译码方法，其特征在于，所述多进制LDPC码由有限域GF(q)(q＝2r)下大小为m×n的奇偶校验矩阵H的零空间定义，所述H的每一行对应一个校验节点，所述H的每一列对应一个变量节点；所述方法包括：初始化码字符号比特信息并根据所述码字符号比特信息初始化码字比特外信息其中，0≤t≤r-1；迭代执行如下过程，直到译码成功或超过最大迭代次数：对第k次迭代时对应的码字符号比特信息进行硬判决，所述k为大于或等于0的整数：zj,t(k)=0...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋李园，黄勤，陆国雷，王祖林，冯文全，何善宝，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，北京航天华科技有限公司，北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11