一种译码方法中校验节点的更新方法及译码器技术

本发明专利技术提供了一种译码方法中校验节点的更新方法及译码器，方法包括：用网格图表示输入校验节点的置信度向量的步骤；将网格图中的节点划分为集合的步骤；集合中的节点连接组成固定路径的步骤；通过固定路径输出置信度向量的步骤。译码器包括：依次连接的接收单元、初始化单元、变量节点更新单元、端口预调单元以及校验节点更新单元；变量节点更新单元与校验节点更新单元相连接。本发明专利技术提供的更新方法及译码器，实现降低了译码复杂度，尤其降低了在校验节点的计算复杂度。同时选取固定的偏差路径、采用判决置信度可以在很小的译码性能损失下，提高译码吞吐量，减少硬件资源的消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种译码方法中校验节点的更新方法及译码器
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种译码方法中校验节点的更新方法及译码器。
技术介绍
信道编码是保证通信系统和存储系统可靠工作的关键技术。二进制低密度奇偶校验(LDPC)码是一类性能可逼近香农极限的线性纠错码。在过去的十余年里，二进制LDPC码得到快速的发展并广泛应用于通信和数据传输系统中。多进制LDPC码可以表现出比二进制LDPC码更好的纠错能力，更低的错误平层并高度适用于高阶调制。在无线通信、深空通信和数字存储系统中，多进制LDPC码都表现出了取代二进制LDPC码的巨大潜力。然而，多进制LDPC码的基于置信度传播(BP)译码算法的巨大复杂度一直阻碍其实际的应用。多进制和积译码算法(QSPA)是最优的BP译码算法，但是其译码复杂度也最大。对于有限域GF(q)(q＝2r)下的多进制LDPC码，QSPA算法在译码过程中，对每个码字符号需要存储和计算该符号全部q个域元素的置信度。校验节点的更新运算是基于dc个长度为q的置信度向量之间的卷积运算。每个校验节点运算需要dcq2数量级的计算量和计算复杂度。因此，设计高效且译码复杂度低，设计结构简单的译码算法来推动多进制LDPC码在通信和存储系统中的广泛应用是亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种译码方法中校验节点的更新方法及译码器，实现有效地匹配计算效率，提高译码效率，降低在校验节点的计算复杂度。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种译码方法中校验节点的更新方法，包括：用网格图表示输入校验节点的置信度向量；将网格图中的节点划分为集合；集合中的节点连接组成固定路径；通过固定路径输出置信度向量。进一步的，所述将网格图中的节点划分为集合的步骤，之前还包括：按照网格图中每列第x个节点置信度值递增或递减的顺序对网格图中的每列进行排序。进一步的，按照网格图中每列第二个节点置信度值递增或递减的顺序对网格图中的每列进行排序。进一步的，所述将网格图中的节点划分为集合的步骤，具体包括：在网格图中选取t行以及t行之前的所有节点组成集合1；集合2的范围为：在网格图中t行之后，d行以及d行之前的，所述网格图中第r行置信度值的最小值和次小值所在列的节点，其中r>t；集合3的范围为：在网格图中d行之后，e行以及e行之前的，所述网格图中第s行置信度值的最小值和次小值所在列的节点，其中s>d；集合N的范围为：在网格图中f行之后，所述网格图中第v行置信度值的最小值和次小值所在列的节点，其中v>f。进一步的，所述通过固定路径输出置信度向量的步骤，之前还包括：将固定路径存储至所述网格图中的额外列中，通过额外列中的固定路径输出置信度向量。进一步的，其特征在于，将网格图中第一行节点组成的固定路径、含有一个偏离网格图中第一行节点组成的固定路径的节点所组成的固定路径以及含有两个偏离网格图中第一行节点组成的固定路径的节点所组成的固定路径存储至网格图中的额外列中。进一步的，所述通过额外列中的固定路径输出置信度向量的步骤，之后还包括：将输出置信度向量的顺序调整为输入校验节点时的置信度向量的顺序。另一方面，本专利技术提供了一种译码器，包括：接收单元、初始化单元、变量节点更新单元、端口预调单元以及校验节点更新单元；所述接收单元，用于向初始化单元输出符号信息向量；所述初始化单元，用于将符号信息向量初始化并至二分图中，并将符号信息向量传递给校验节点更新单元；所述校验节点更新单元，用于对输入校验节点的符号信息向量进行更新运算并传递给变量节点更新单元；所述变量节点更新单元，用于接收校验节点更新单元输出的符号信息向量并进行变量节点更新计算，将计算结果传递给校验节点更新单元；所述端口预调单元，用于根据输入校验节点更新单元的符号信息向量的顺序调整校验节点更新单元输出的符号信息向量的顺序。进一步的，所述校验节点更新单元包括：校验寄存器，用于存储输入的符号信息向量；校验比较器，用于读取校验寄存器中输入的预设符号信息向量，选择符号信息向量中最可信和次可信的元素；校验选择器，用于选择集合中的元素参与更新运算；存储器，用于存储额外列中的校验值。进一步的，所述端口预调单元包括：端口预调缓存器，用于存储输入校验节点更新单元的符号信息向量；端口预调比较器，用于读取校验寄存器中输入的预设符号信息向量，选择符号信息向量中最可信和次可信的元素；端口预调选择器，用于对缓存器中存储的符号信息向量进行排序并输出至校验节点更新单元。由上述技术方案可知，本专利技术所述的一种译码方法中校验节点的更新方法及译码器，实现了降低了译码算法的复杂度，降低了在校验节点的计算复杂度。同时选取固定的偏差路径、采用判决置信度可以在很小的译码性能损失下，提高译码吞吐量，减少硬件资源的消耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种译码方法中校验节点的更新方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的划分集合数为4的网格图；图3是本专利技术实施例二提供的一种译码方法中校验节点的更新方法的流程示意图；图4是本专利技术实施例提供的校验矩阵示意图；图5是本专利技术实施例提供的Tanner图；图6是本专利技术实施例提供的划分集合数为2的网格图；图7是本专利技术实施例三提供的一种译码器的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的校验节点更新单元的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的端口预调单元的结构示意图；图10是本专利技术实施例提供的一种固定路径译码器中寄存器与比较器的连接电路示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。信道编码是保证通信系统和存储系统可靠工作的关键技术。二进制LDPC码得到快速的发展并广泛应用于通信和数据传输系统中。多进制LDPC码可以表现出比二进制LDPC码更好的纠错能力，更低的错误平层并高度适用于高阶调制。然而，多进制LDPC码的基于置信度传播(BP)译码算法的巨大复杂度一直阻碍其实际的应用。因此，设计高效且译码复杂度低，设计结构简单的译码算法来推动多进制LDPC码在通信和存储系统中的广泛应用是亟待解决的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种译码方法中校验节点的更新方法及译码器。本专利技术实施例一提供一种译码方法中校验节点的更新方法，参见图1，本专利技术的更新方法具体包括：S101：用网格图表示输入校验节点的置信度向量；在本步骤中，首先根据信道接收来的比特信息序列计算出每个码字符号的比特或者符号置信度向量，并用每个码字符号的置信度向量初始化变量节点传递给校验节点的边信息。然后进行码字判决，若是合法的码字或者达到最大迭代次数，则终止译码，输出译码结果，否则将置信度向量输入校验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种译码方法中校验节点的更新方法，其特征在于，所述更新方法包括如下步骤：用网格图表示输入校验节点的置信度向量；将网格图中的节点划分为集合；集合中的节点连接组成固定路径；通过固定路径输出置信度向量。

【技术特征摘要】
1.一种译码方法中校验节点的更新方法，其特征在于，所述更新方法包括如下步骤：用网格图表示输入校验节点的置信度向量；将网格图中的节点划分为集合；集合中的节点连接组成固定路径；通过固定路径输出置信度向量。2.根据权利要求1所述的更新方法，其特征在于，所述将网格图中的节点划分为集合的步骤，之前还包括：按照网格图中每列第x个节点置信度值递增或递减的顺序对网格图中的每列进行排序。3.根据权利要求2所述的更新方法，其特征在于，按照网格图中每列第二个节点置信度值递增或递减的顺序对网格图中的每列进行排序。4.根据权利要求2所述的更新方法，其特征在于，所述将网格图中的节点划分为集合的步骤，具体包括：在网格图中选取t行以及t行之前的所有节点组成集合1；集合2的范围为：在网格图中t行之后，d行以及d行之前的，所述网格图中第r行置信度值的最小值和次小值所在列的节点，其中r>t；集合3的范围为：在网格图中d行之后，e行以及e行之前的，所述网格图中第s行置信度值的最小值和次小值所在列的节点，其中s>d；集合N的范围为：在网格图中f行之后，所述网格图中第v行置信度值的最小值和次小值所在列的节点，其中v>f。5.根据权利要求4所述的更新方法，其特征在于，所述通过固定路径输出置信度向量的步骤，之前还包括：将固定路径存储至所述网格图中的额外列中，通过额外列中的固定路径输出置信度向量。6.根据权利要求5所述的更新方法，其特征在于，将网格图中第一行节点组成的固定路径、含有一个偏离网格图中第一行节点组成的固定路径的节点所组成的固定路径以及含有两个偏离网格图中第一行节点组成的固定路径的节点所组成的固定路径存储至网格图中的额外列中。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祖林，宋李园，黄勤，张暄薇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11