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LDPC译码方法及译码器技术

技术编号:14985167 阅读:182 留言:0更新日期:2017-04-03 17:02
本发明专利技术公开了一种LDPC译码方法及译码器,其方法包括以下步骤:获取信道信息,对所述信道信息以定量化比特数进行非线性量化预处理获得可靠度信息;设定最大迭代次数,开始迭代:对所述可靠度信息进行硬判决处理获得硬判决向量,并根据所述硬判决向量获取对应的符号向量;将所述符号向量输入效验矩阵进行验证,若验证成功,则结束迭代输出译码;若验证失败,则判断是否超过设定的最大迭代次数,若超过,退出迭代;若未超过,更新所述可靠度信息进行下一次迭代。本发明专利技术提出的LDPC码译码方法,可降低存储负荷,具有很低的译码复杂度。与未采用非线性信息预处理时相比,该译码方法可获得0.3~0.4dB译码性能上的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字信息传输领域,特别涉及一种LDPC译码方法及译码器
技术介绍
LDPC码(LowDensityParityCheckCode)最初是由Galleger在20世纪60年代提出,由于当时技术有限,缺乏可行的译码算法,LDPC码在提出之后的30多年里基本被人忽略。在此期间,学者们对于LDPC码的研究也从未止步。Tanner在1981年推广了LDPC码,并给出了LDPC码的图表示,即Tanner图。在1993年,Berrou等人发现了Turbo码。在此基础上,1995年前后Mackey和Neal等人对LDPC码重新进行了研究,提出了可行的译码算法,进一步发现了LDPC码所具有的良好性能,它不仅具有能逼近Shannon限的良好性能,而且译码复杂度低,结构灵活。最近十几年,研究人员在LDPC码的研究上也取得了突破性的进展。目前,LDPC码的相关技术已日趋成熟,已开始投入商用,被广泛应用于深空通信、光纤通信、卫星数字视频和音频广播等领域。同时,LDPC码也进入了无线通信等相关领域的标准,基于LDPC码的编码方案已经被下一代卫星数字视频广播标准DVB-S2采纳。LDPC码的译码算法对LDPC码的译码性能起着至关重要的作用,对于同样的LDPC码,采用不同的译码算法,可以获得不同的译码性能。LDPC码的译码可分为以下三大类:硬判决译码、软判决译码和基于可靠度的译码。近年来,基于可靠度的译码算法引起了学者们的重视,这类算法是在硬判决的基础上引入了可靠度信息以及迭代译码,能有效兼顾译码复杂度、收敛和译码性能。典型的基于可靠度的译码算法包括加权一步大数逻辑(WeightedOSMLGD)译码、加权比特翻转法等。近期的研究成果包括,2009年Huang等人提出的基于可靠度的迭代大数逻辑译码算法(RBI-MLGD),该算法基于可靠度信息,并通过有效迭代,提高了译码性能。在此基础上,Chen等人通过引入了修正因子,于2012年提出了修正版的基于可靠度的迭代大数逻辑译码算法(MRBI-MLGD)进一步获得了译码性能上的提高。RBI-MLGD算法具备良好的应用前景,吸引了学者们的广泛关注。Ngatched和Zhang等人也在此基础上提出了各自的修正算法。上述几种基于可靠度的译码算法,都需要引入一种特殊的外信息,这种外信息是结合当前码位信息和伴随式信息来获得的。这个过程会产生额外的运算量,对于长码长、大列重的大数逻辑可译码,其运算量不容忽视。要在RBI-MLGD算法的译码性能、译码复杂度、硬件实现的难易程度上取有效折中,目前仍然没有很好的办法。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种LDPC译码方法及译码器,其联合了非线性预处理方法,可在保持优良译码性能的前提下,有效降低译码复杂度。为实现上述目的,根据本专利技术的一方面,提供了一种LDPC译码方法,包括以下步骤:获取信道信息,对所述信道信息以定量化比特数进行非线性量化预处理获得可靠度信息;设定最大迭代次数,开始迭代:对所述可靠度信息进行硬判决处理获得硬判决向量,并根据所述硬判决向量获取对应的符号向量;将所述符号向量输入效验矩阵进行验证,若验证成功,则结束迭代输出译码;若验证失败,则判断是否超过设定的最大迭代次数,若超过,退出迭代;若未超过,更新所述可靠度信息进行下一次迭代。优选地,上述技术方案中,所述对所述信道信息以定量化比特数进行非线性量化预处理获得可靠度信息,具体如下:接收信道信息yj,确定量化比特数b,采用公式(1)进行量化预处理:qj=Δ{sign(yj)(2b-1),|yj|/yth≥r0sign(yj)(2b-1-p),rp+1≤|yj|/yth≤rpsign(yj),0≤|yj|/yth<r2b-2---(1)]]>其中,0≤j≤n-1,p=0,1,2,...,2b-3,b取值为3,4或5,r为可调的量化解析度参数,yth为正方向的最大接收电平,qj为预处理后的整数可靠度信息,范围在[-(2b-1),+(2b-1)]之间。优选地,上述技术方案中,需对所述量化解析度参数r进行优化,具体如下:对于不同的r值,基于信道信息yj的分布特性,计算信道信息yj的概率分布序列,确定量化解析度参数r的初始量化间隔和终止量化间隔,根据该间隔和所述概率分布序列得到最优的量化解析度参数r。优选地,上述技术方案中,将所述符号向量输入效验矩阵进行验证具体如下:用校验矩阵和输入的所述符号向量进行乘积并模2加,如满足验证条件,则译码成功,反之,则译码失败。优选地,上述技术方案中,更新所述可靠度信息具体如下:由校验节点对所述符号向量校验以获取对应变量节点的伴随式信息,将所述伴随式信息传输至变量节点;由变量节点统计出校验正确的伴随式信息个数和校验失败的伴随式信息个数,根据校验正确和校验失败的伴随式信息个数和更新所述可靠度信息。为实现上述目的,根据本专利技术的一方面,提供了一种LDPC译码器,包括:预处理模块,用于获取信道信息,对所述信道信息以定量化比特数进行非线性量化预处理获得可靠度信息;迭代译码模块,用于迭代设定最大迭代次数,并进行迭代处理;硬判决模块,用于对所述可靠度信息进行硬判决处理获得硬判决向量,并根据所述硬判决向量获取对应的符号向量;译码校验模块,用于将所述符号向量输入效验矩阵进行验证,若验证成功,则结束迭代输出译码;若验证失败,则判断是否超过设定的最大迭代次数,若超过,退出迭代;若未超过,由所述迭代译码模块更新所述可靠度信息进行下一次迭代。优选地,上述技术方案中,所述预处理模块中对所述信道信息以定量化比特数进行非线性量化预处理获得可靠度信息,具体如下:接收信道信息yj,确定量化比特数b,采用公式(2)进行量化预处理:qj=Δ{sign(yj)(2b-1),|yj|/yth≥r0sign(yj)(2b-1-p),rp+1≤|yj|/yth≤rpsign(yj),0≤|yj|/yth<r2b-2---(2)]]>其中,0≤j≤n-1,p=0,1,2,...,2b-3,b取值为3,4或5,r为可调的量化解析度参数,yth为正方向的最大接收电平,qj为预处理后的整数可靠度信息,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种LDPC译码方法,其特征在于,包括以下步骤:获取信道信息,对所述信道信息以定量化比特数进行非线性量化预处理获得可靠度信息;设定最大迭代次数,开始迭代:对所述可靠度信息进行硬判决处理获得硬判决向量,并根据所述硬判决向量获取对应的符号向量;将所述符号向量输入效验矩阵进行验证,若验证成功,则结束迭代输出译码;若验证失败,则判断是否超过设定的最大迭代次数,若超过,退出迭代;若未超过,更新所述可靠度信息进行下一次迭代。

【技术特征摘要】
1.一种LDPC译码方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取信道信息,对所述信道信息以定量化比特数进行非线性量化预处理
获得可靠度信息;
设定最大迭代次数,开始迭代:
对所述可靠度信息进行硬判决处理获得硬判决向量,并根据所述硬判
决向量获取对应的符号向量;
将所述符号向量输入效验矩阵进行验证,若验证成功,则结束迭代输
出译码;若验证失败,则判断是否超过设定的最大迭代次数,若超过,退
出迭代;若未超过,更新所述可靠度信息进行下一次迭代。
2.根据权利要求1所述的LDPC译码方法,其特征在于,所述对所述信
道信息以定量化比特数进行非线性量化预处理获得可靠度信息,具体如下:
接收信道信息yj,确定量化比特数b,采用公式(1)进行量化预处理:
qj=Δsign(yj)(2b-1),|yj|/yth≥r0sign(yj)(2b-1-p),rp+1≤|yj|/yth≤rpsign(yj),0≤|yj|/yth<r2b-2---(1)]]>其中,0≤j≤n-1,p=0,1,2,...,2b-3,b取值为3,4或5,r为可调的量
化解析度参数,yth为正方向的最大接收电平,qj为预处理后的整数可靠
度信息,范围在[-(2b-1),+(2b-1)]之间。
3.根据权利要求2所述的LDPC译码方法,其特征在于,需对所述量化
解析度参数r进行优化,具体如下:
对于不同的r值,基于信道信息yj的分布特性,计算信道信息yj的概
率分布序列,确定量化解析度参数r的初始量化间隔和终止量化间隔,根
据该间隔和所述概率分布序列得到最优的量化解析度参数r。
4.根据权利要求1所述的LDPC译码方法,其特征在于,将所述符号向
量输入效验矩阵进行验证具体如下:
用校验矩阵和输入的所述符号向量进行乘积并模2加,如满足验证条
件,则译码成功,反之,则译码失败。
5.根据权利要求1所述的LDPC译码方法,其特征在于,更新所述可靠
度信息具体如下:
由校验节点对所述符号向量校验以获取对应变量节点的伴随式信息,
将所述伴随式信息传输至变量节点;
由变量节点统计出校验正确的伴随式信息个数和校验失败的伴随式信
息个数,根据校验正确和校验失败的伴随式信息个数和更新所述可靠度信
息。
6.一种LDPC译码器,其特征在于,包括:
预处理模块,用于获取信...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈海强梁奇覃团发黎相成孙友明何英庆黄小栗曹航陈慧娇
申请(专利权)人:广西大学
类型:发明
国别省市:广西;45

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