本发明专利技术公开了一种基于集破坏的修正置信传播方法,包括:步骤1,通过接收端接收加性高斯白噪声AWGN信道传输的经过二进制相移键控BPSK调制的码字;步骤2,设置迭代次数k为0,计算vn以及zn,设置vmn和umn均等于零;步骤3,更新比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn;步骤4,更新比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn;步骤5,更新每个比特节点n的迭代硬判决值zn,并对发生信息震荡的比特节点变量信息进行修正;步骤6,判断是否满足预设的迭代停止条件,如果满足,则终止译码进程并且输出比特节点n的第k次迭代硬判决向量zk,否则返回到步骤3。
Modified Confidence Propagation Method and Device Based on Set Failure
【技术实现步骤摘要】
基于集破坏的修正置信传播方法及装置
本专利技术涉及低密度奇偶校验码LDPC(Low-densityParity-check)译码领域,尤其涉及一种基于集破坏的修正置信传播方法及装置。
技术介绍
由于其逼近香农限良好译码性能,低密度奇偶校验码LDPC(Low-densityParity-check)不同类型的译码算法得到广泛的研究。置信传播算法(BeliefPropagation,BP)以及对数基置信传播算法(Log-LikelihoodRatioBeliefPropagation,LLR-BP)用于LDPC译码时获得最优的译码性能。对于任意方法构造的LDPC码,在它们的校验矩阵中存在大量的环,而这些环正是构成陷阱集的基础。在BP算法(ErrorBackPropagation)的迭代译码过程中,如果一些比特节点形成陷阱集将很难被纠正,最终导致译码失败。多数情况下,LDPC码的这种结构缺陷导致译码过程的比特震荡型错误。为了进一步提升LDPC码的应用价值,大量学者利用不同的方法不断改进BP算法的译码性能。这些方法主要分为两大类。其中一类方法就是研究LDPC码校验矩阵的结构,比如环、陷阱集以及度分布,然后利用这些结构迭代译码信息更新过程进而达到提升译码性能的目的。另一类方法是研究迭代译码算法的收敛特征,然后动态的修正迭代译码过程中的校验信息或者比特信息。第一类方法需要LDPC码校验矩阵的结构信息。因此,这类算法一般只适用于特定码字。另外,大多数LDPC码字的检验矩阵结构信息很难准确获取,进而造成无法利用第一类方法的思路为其设计改进译码算法。刚好相反,第二类方法不需要码字校验矩阵的结构信息,故而可以用于任意LDPC码的译码性能优化。在LDPC码的迭代译码过程中存在由短环引起的信息震荡现象,造成较为明显的译码错误。第二类方法利用陷阱集的概念解释LDPC码译码过程中出现的信息震荡类型错误并相应给出一类改进BP算法去提升码字的译码性能。传统的基于陷阱集构造的修正置信传播译码算法的缺陷主要有以下几个方面:1):研究LDPC码环、陷阱集以及度分布等校验矩阵结构的第一类算法,它们都是为某个LDPC码字设计,利用码字的特殊结构修正迭代译码信息更新过程达到译码性能提升目的,不具有通用性。2):第二类方法所设计的算法不需要码字校验矩阵的结构信息,可以获得良好的译码性能,但是其译码复杂度较高,在一定程度上限制算法应用场景。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于集破坏的修正置信传播方法,用以解决现有技术中置信传播算法译码过程中由于不稳定陷阱集引起的信息震荡行为的问题。本专利技术实施例提供一种基于集破坏的修正置信传播方法,包括:步骤1,通过接收端接收加性高斯白噪声AWGN(AdditiveWhiteGaussianNoise)信道传输的经过二进制相移键控BPSK(BinaryPhaseShiftKeying)调制的码字c=[c1c2...cL],其中,接收端的接收向量y=[y1y2...yL],L为码字的个数;步骤2,设置迭代次数k为0,对于所有在区间[1,N]中的比特节点n和在区间[1,M]的校验节点m,计算比特节点n的归一化接收值vn以及迭代硬判决值zn,设置比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn和比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn均等于零;其中,N和M分别为码字c的检验矩阵H=[hMN]的第N行和第M列;步骤3,通过比特节点n的归一化接收值vn与包含比特节点n的校验节点集中除校验节点m以外的其他节点m’的校验信息um’n更新比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn,n∈[1,N];步骤4,通过参与校验节点m校验运算的比特节点集中除比特节点n以外的其他节点n’的比特信息vmn’更新比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn,m∈[1,M];步骤5,通过比特信息vmn与umn更新每个比特节点n的迭代硬判决值zn,并通过标识比特节点集、标识比特节点集在最后一次迭代的比特信息以及比特节点n的震荡标识对发生信息震荡的比特节点变量信息进行修正;步骤6,判断是否满足预设的迭代停止条件,如果满足,则终止译码进程并且输出比特节点n的第k次迭代硬判决向量zk,否则返回到步骤3。优选地,计算比特节点n的归一化接收值vn以及迭代硬判决值zn,具体包括:根据公式1和公式2分别计算比特节点n的归一化接收值vn以及迭代硬判决值zn,vn=4yn/δ2公式1;zn=(1-sgn(yn))/2公式2;其中,yn为任意码字cn的任意接收向量,yn=sn+ηn(n=1,2...L),任意码字cn的调制规则为sn=1-2cn,ηn为零均值加性高斯白噪声,其噪声方差为δ2。优选地,通过比特节点n的归一化接收值vn与包含比特节点n的校验节点集中除校验节点m以外的其他节点m’的校验信息um’n更新比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn,具体包括:根据公式3算比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn:其中,M(n)\m为排除校验节点m的包含比特节点n的校验节点集。优选地,通过参与校验节点m校验运算的比特节点集中除比特节点n以外的其他节点n’的比特信息vmn’更新比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn,具体包括:根据公式4计算比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn:其中,N(m)\n为排除比特节点n的参与校验节点m校验运算的比特节点集。优选地,通过比特信息vmn与umn更新每个比特节点n的迭代硬判决值zn,并通过标识比特节点集、标识比特节点集在最后一次迭代的比特信息以及比特节点n的震荡标识对发生信息震荡的比特节点变量信息进行修正,具体包括:设置k=k+1,根据公式5更新每个比特节点n的迭代硬判决值zn;zn=(1-sgn(vmn+umn))/2公式5;其中,k为迭代次数;对于每个m和n,如果满足公式6,则设置并对于在集Λ(m,n)中的比特节点执行操作;其中,signB为自定义函数,用于获取实数二进制补码形式下的符号位,Λ(m,n)为标识比特节点集,为Λ(m,n)在最后一次迭代的比特信息,υm,n为比特节点n的震荡标识。优选地,预设迭代停止条件为:比特节点n的第k次迭代的伴随向量sk的重量wk为零或迭代次数k超出迭代次数的最大值Kmax;其中,伴随向量sk=zk×HT。本专利技术实施例提供一种基于集破坏的修正置信传播装置,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。采用本专利技术实施例,解决了现有技术中置信传播算法译码过程中由于不稳定陷阱集引起的信息震荡行为的问题,利用置信传播算法译码过程的译码数据特征,通过译码数据特征的逻辑运算和加法运算便可以简洁高效的标记出译码震荡行为,为置信传播算法的修正提供策略支撑。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中,用相同的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于集破坏的修正置信传播方法,其特征在于,包括:步骤1,通过接收端接收加性高斯白噪声AWGN信道传输的经过二进制相移键控BPSK调制的码字c=[c1 c2 ... cL],其中,接收端的接收向量y=[y1y2 ... yL],L为码字的个数;步骤2,设置迭代次数k为0,对于所有在区间[1,N]中的比特节点n和在区间[1,M]的校验节点m,计算比特节点n的归一化接收值vn以及迭代硬判决值zn,设置比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn和比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn均等于零;其中,N和M分别为码字c的检验矩阵H=[hMN]的第N行和第M列;步骤3,通过比特节点n的归一化接收值vn与包含比特节点n的校验节点集中除校验节点m以外的其他节点m’的校验信息um’n更新比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn,n∈[1,N];步骤4,通过参与校验节点m校验运算的比特节点集中除比特节点n以外的其他节点n’的比特信息vmn’更新比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn,m∈[1,M];步骤5,通过比特信息vmn与umn更新每个比特节点n的迭代硬判决值zn,并通过标识比特节点集、标识比特节点集在最后一次迭代的比特信息以及比特节点n的震荡标识对发生信息震荡的比特节点变量信息进行修正;步骤6,判断是否满足预设的迭代停止条件,如果满足,则终止译码进程并且输出比特节点n的第k次迭代硬判决向量zk,否则返回到步骤3。...
【技术特征摘要】
1.一种基于集破坏的修正置信传播方法,其特征在于,包括:步骤1,通过接收端接收加性高斯白噪声AWGN信道传输的经过二进制相移键控BPSK调制的码字c=[c1c2...cL],其中,接收端的接收向量y=[y1y2...yL],L为码字的个数;步骤2,设置迭代次数k为0,对于所有在区间[1,N]中的比特节点n和在区间[1,M]的校验节点m,计算比特节点n的归一化接收值vn以及迭代硬判决值zn,设置比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn和比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn均等于零;其中,N和M分别为码字c的检验矩阵H=[hMN]的第N行和第M列;步骤3,通过比特节点n的归一化接收值vn与包含比特节点n的校验节点集中除校验节点m以外的其他节点m’的校验信息um’n更新比特节点n在第k次迭代的比特信息vmn,n∈[1,N];步骤4,通过参与校验节点m校验运算的比特节点集中除比特节点n以外的其他节点n’的比特信息vmn’更新比特节点n发送给校验节点m的校验信息umn,m∈[1,M];步骤5,通过比特信息vmn与umn更新每个比特节点n的迭代硬判决值zn,并通过标识比特节点集、标识比特节点集在最后一次迭代的比特信息以及比特节点n的震荡标识对发生信息震荡的比特节点变量信息进行修正;步骤6,判断是否满足预设的迭代停止条件,如果满足,则终止译码进程并且输出比特节点n的第k次迭代硬判决向量zk,否则返回到步骤3。2.如权利要求1所述的基于集破坏的修正置信传播方法,其特征在于,所述计算比特节点n的归一化接收值vn以及迭代硬判决值zn,具体包括:根据公式1和公式2分别计算比特节点n的归一化接收值vn以及迭代硬判决值zn,vn=4yn/δ2公式1;zn=(1-sgn(yn))/2公式2;其中,yn为任意码字cn的任意接收向量,yn=sn+ηn(n=1,2...L),任意码字cn的调制规则为sn=1-2cn,ηn为零均值加性高斯白噪声,其噪声方差为δ2。3.如权利要求1所述的基于集破坏的修正置信传播方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:马克祥,田辉,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司电子科学研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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