一种加权比特翻转方法、计算机可读介质及计算机设备技术

本发明专利技术公开了一种加权比特翻转方法、计算机可读介质及计算机设备，涉及通信技术领域。该方法包括：确定每一校验节点的品质因素值；根据确定的品质因素值，确定伴随向量重量；若伴随向量重量为0，停止译码输出译码序列；若伴随向量重量为非0，选取变量节点进行翻转，翻转完成后执行根据确定的品质因素值，确定伴随向量重量对应步骤，通过修正校验节点品质因素值对应的校验式的权值消除了“伪零值”现象，提高了算法译码性能。解决了现有技术中WBF算法和MWBF算法译码过程中出现的“伪零值”现象的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种加权比特翻转方法、计算机可读介质及计算机设备
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种加权比特翻转方法、计算机可读介质及计算机设备。
技术介绍
由于LDPC码具有逼近香农限的良好译码性能，进而得到了广泛的研究，并且被广泛应用于现有的一些主要通信系统中，比如5G、10GbitEthernet(IEEE802.3an)等其它通信系统。LDPC码作为一种具有并行译码结构的线性分组码，尤其适合利用FPGA等并行计算平台构造并行编译码器实现快速译码。为了获取更好的译码性能，LDPC码的各种译码算法得到广泛研究。其中，对于光通信等超高速数据传输场景，比如工作在40Gb/s的下一代光纤通信系统，现有的硬件水平只能支持实现BF-based译码器。由于BF-based算法在译码速度方面固有的优势，因此得到广泛的研究。通过给不同的校验方程引入不同的可靠性度量值，加权比特翻转算法(WeightedBF，WBF)首先被提出来改进BF算法的译码性能。Zhang利用每个比特的信道接收值对WBF算法的品质因素进行修正，进而提出ModifiedWBF(MWBF)算法。基于可靠率函数的传统比特翻转译码算法(WBF、MWBF)相比于经典的BF算法，译码性能有较大的提升，具有良好地应用前景。不过，定点仿真试验结果表明，WBF和MWBF算法的译码过程中会出现“伪零值”现象，使得算法利用FPGA平台实现时将会出现性能恶化的结果。
技术实现思路
本专利技术提供一种加权比特翻转方法、计算机可读介质及计算机设备，用以解决现有技术中使用WBF和MWBF算法在译码过程中会出现“伪零值”现象的技术问题。依据本专利技术的一个方面，提供了一种加权比特翻转方法，方法包括：步骤S101，确定每一校验节点的品质因素值；步骤S102，根据确定的品质因素值，确定伴随向量重量；步骤S103，若伴随向量重量为0，停止译码输出译码序列；步骤S104，若伴随向量重量为非0，选取变量节点进行翻转，翻转完成后执行步骤S102。可选的，采用下式确定每一校验节点的品质因素值wm：n∈[1,N]，其中yn为比特节点n输出的比特接收值，f为预设值。可选的，选取变量节点进行翻转之前还包括：确定翻转数量；确定每个变量节点的品质因素；根据翻转数量和确定的品质因素，选取变量节点。可选的，确定翻转数量，包括：根据伴随向量重量，确定翻转数量。可选的，通过下式确定翻转数量：q＝ηk/dc；其中ηk为伴随向量重量，dc是码字的列重。可选的，根据翻转数量和确定的品质因素，选取变量节点，包括：将每个变量节点对应的品质因素进行排序，选择翻转数量个品质因素大的变量节点。可选的，选取变量节点进行翻转，具体包括：当翻转次数小于译码的最大迭代次数时，选取变量节点进行翻转。可选的，选取变量节点进行翻转之前，还包括：当判断翻转次数等于译码的最大迭代次数时，停止对变量节点进行翻转，输出译码序列。依据本专利技术的二个方面，提供了一种计算机可读介质，计算机可读介质存储有加权比特翻转程序，当加权比特翻转程序被至少一个处理器执行时，导致至少一个处理器执行本专利技术所提供的任意一项的方法步骤。依据本专利技术的三个方面，提供了一种计算机设备，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，处理器执行程序时实现本专利技术所提供的任意一项的方法步骤。根据本专利技术的一种加权比特翻转方法、计算机可读介质及计算机设备，通过修正校验节点品质因素值对应的校验式的权值，有效的解决了“伪零值”问题。解决了现有技术中使用WBF和MWBF算法的译码过程中会出现“伪零值”现象的技术问题，进而使得改进算法利用FPGA平台实现时可以获得较好地仿真性能，有效降低上述算法硬件实现时的错误平层。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，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的一种加权比特翻转方法的流程图；图2为本专利技术实施例中EG(273，191)码在WBF、WBF(hard)以及IWBF(hard)算法下译码性能的比较示意图；图3为本专利技术实施例中EG(1023，781)码在WBF、WBF(hard)以及IWBF(hard)算法下译码性能的比较示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例使用二进制(N，k)LDPC码字进行设计，记为c＝[c0,c1,…,cN-1]，经调制后的信息序列为x＝[x0,x1,…,xN-1]，xn＝2cn-1,n∈[1,N]。过信道后信息序列变为y＝[y0,y1,…,yN-1]，yn＝xn+vn,n∈[0,N-1]，其中yn为接收向量元素，vn为高斯白噪声，其δ2为噪声方差。第k步迭代译码的硬判向量定义为zk(0≤k≤Kmax)。ηk为伴随向量sk＝zk×HT的重量，其中HT是H的转置矩阵。Kmax是译码的最大迭代次数。wm为校验节点m提供给与之相连的比特节点的品质因素值。A(n)＝{m:hmn＝1}表示与比特节点n相连的校验节点集合，该校验节点集合提供给比特节点n的品质因素值之和记为φn。B(m)＝{n:hmn＝1}表示与校验节点m相连的比特节点集合。比特节点n的品质因素En用来衡量该比特节点的可靠性，从而决定该比特节点的硬判结果在译码过程中是否需要翻转。翻转函数的计算尤为关键，翻转函数值的大小决定着比特是否翻转，比特的正确翻转直接决定译码是否正确。理论分析证明，WBF算法和MWBF算法译码过程中出现的“伪零值”现象使得比特节点的品质因素无法利用每次迭代的校验信息进行正确的更新演化，即sm取不同值时，若wm＝0将会导致φn的值始终为0，进而影响该比特节点的翻转译码，甚至导致整个码字的译码失败。因此，本专利技术通过限定校验可靠度最小值的方式消除“伪零值”现象。请参阅图1，为本专利技术实施例提供的一种加权比特翻转方法的流程图。本专利技术实施例的方法步骤如下：步骤S101，确定每一校验节点的品质因素值。具体实施时，k＝0，对于每个变量节点计算初始硬判决值zn＝(1-sgn(yn))/2，并计算每一校验节点m的品质因素值。可选的，本实施例中，采用下式确定每一校验节点的品质因素值wm：n∈[1,N]，其中yn为比特节点n输出的比特接收值，f为预设值。可以清楚的是，当噪声方差δ2不变时，硬件实现时译码器定点计算的量化精度越高，出现伪零值的概率越小，译码性能越好，这就是量化精度越高译码性能越好的的原因。但是，精度提高会造成译码器消耗硬件资源的线性增加，因此要根据实际情况选择合适的定点计算精度，从而确认预设值f的大小。步骤S102，根据确定的品质因素值，确定伴随向量重量。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加权比特翻转方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S101，确定每一校验节点的品质因素值；步骤S102，根据确定的品质因素值，确定伴随向量重量；步骤S103，若所述伴随向量重量为0，停止译码输出译码序列；步骤S104，若所述伴随向量重量为非0，选取变量节点进行翻转，翻转完成后执行步骤S102。

【技术特征摘要】
1.一种加权比特翻转方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S101，确定每一校验节点的品质因素值；步骤S102，根据确定的品质因素值，确定伴随向量重量；步骤S103，若所述伴随向量重量为0，停止译码输出译码序列；步骤S104，若所述伴随向量重量为非0，选取变量节点进行翻转，翻转完成后执行步骤S102。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用下式确定每一校验节点的品质因素值wm：n∈[1,N]，其中yn为比特节点n输出的比特接收值，f为预设值。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选取变量节点进行翻转之前还包括：确定翻转数量；确定每个变量节点的品质因素；根据所述翻转数量和确定的品质因素，选取变量节点。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定翻转数量，包括：根据所述伴随向量重量，确定翻转数量。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过下式确定翻转数量：q＝ηk/dc；其中ηk为伴随向量重量，dc是码字的列...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克祥，田辉，陈颸，王蒙蒙，马建，朱兴国，罗鑫，翟旭升，
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