一种基于集合的非均等保护译码方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种基于集合的非均等保护译码方法及系统，方法包括：根据符号信息向量中元素的置信度，将所述符号信息向量划分成不同类别；将不同类别中的符号信息向量划分为不同的集合，并以集合为单位进行译码。本发明专利技术实施例提供的一种基于集合的非均等保护译码方法及系统，主要降低了在变量节点的计算复杂度。同时本发明专利技术通过合理划分集合、采用合适的非均等保护门限在保证译码性能的前提下，可以提高译码效率。

A Set-based Unequal Protection Decoding Method and System

The embodiment of the present invention provides a set-based unequal protection decoding method and system. The method includes: dividing the symbol information vectors into different categories according to the confidence of the elements in the symbol information vector; dividing the symbol information vectors in different categories into different sets and decoding them in units of sets. The embodiment of the present invention provides a set-based unequal protection decoding method and system, which mainly reduces the computational complexity at variable nodes. At the same time, the decoding efficiency can be improved by reasonably dividing sets and adopting appropriate non-uniform protection thresholds on the premise of ensuring decoding performance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于集合的非均等保护译码方法及系统
本专利技术实施例涉及通信
，尤其涉及一种基于集合的非均等保护译码方法及系统。
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码)是一类性能逼近香农极限的线性纠错码，并广泛应用于对数据要求可靠性高的传输系统中。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码的译码校验矩阵的二分图即Tanner图，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)的译码算法和扩展最小和(EMS)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)(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。基于EMS的译码算法将长度为q置信度向量截断为nm(nm<<q)，在每个校验节点的更新运算时需要nm2数量级的计算复杂度，但是译码性能随着nm的减小而明显下降，限制了译码复杂度的进一步降低。因此，如何降低变量节点的译码复杂度，成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于集合的非均等保护译码方法及系统。第一方面本专利技术实施例提供一种基于集合的非均等保护译码方法，包括：根据符号信息向量中元素的置信度，将所述符号信息向量划分成不同类别；将不同类别中的符号信息向量划分为不同的集合，并以集合为单位进行译码。第二方面本专利技术实施例提供了一种基于集合的非均等保护译码系统，包括：分类模块，用于根据符号信息向量中元素的置信度，将所述符号信息向量划分成不同类别；译码模块，用于将不同类别中的符号信息向量划分为不同的集合，并以集合为单位进行译码。第三方面本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的基于集合的非均等保护译码方法。第四方面本专利技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述的基于集合的非均等保护译码方法。本专利技术实施例提供的一种基于集合的非均等保护译码方法及系统，主要降低了在变量节点的计算复杂度。同时本专利技术通过合理划分集合、采用合适的非均等保护门限在保证译码性能的前提下，可以提高译码效率。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一简单地介绍，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提供的一种磁盘阵列控制器性能异常检测方法流程示意图；图2是现有技术提供的基于二分图的迭代译码方法的典型流程示意图；图3是现有技术提供的EMS算法中变量节点单步信息的更新规则示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种基于集合的非均等保护译码方法流程示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种基于集合译码的非均等保护译码方法的更新规则示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种基于集合的非均等保护译码系统结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的电子设备的结构框图。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地描述，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做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。图1是现有技术中一个5行10列的LDPC码校验矩阵的二分图示意图，图1也可以称为Tanner图，Tanner图中的节点被分成变量节点VN和校验节点CN两类。其中每一个变量节点VN都对应译码矩阵中的一列，代表码字中的一个符号；每一个校验节点对应译码矩阵中的一行，代表一个校验方程；连接变量节点与校验节点之间的线对应译码矩阵中不为0的元素，称之为边。图2是现有技术提供的基于二分图的迭代译码方法的典型流程示意图，如图2所示，现有技术提供的基于二分图的迭代译码方法流程如下：由信道接收到的比特信息序列或符号信息向量序列经由变量节点初始化入二分图，传递给对应的校验节点。在校验节点进行校验节点更新计算，同时进行码字判决，若是合法的码字，则终止译码，输出译码结果；否则将校验节点更新计算结果传递给变量节点。然后进行变量节点更新计算，将计算结果传递给校验节点再次进行码字判决。如此反复迭代直到译出正确码字或达到最大迭代次数为止。在传统的多进制LDPC码迭代译码过程中，计算是基于符号的，以EMS算法中一个变量节点的计算为例，计算公式为：T[k]＝V[k]+YT[nm+k]＝γV+I[k]，并且k∈{0,1,2,...,nm-1}，其中其中V和I分别是两个已按照置信度大小排序的变量节点符号信息向量，向量中每个元素都有两个属性：符号和置信度(LLR)，大小为nm维向量。同一个向量中不同元素的符号不同。符号之间的加法遵从伽罗华域的加法运算，置信度之间的加法遵从实数加法运算。T也是一个已按照置信度大小排序的符号信息向量，由V和I向量计算得出，最大含有2nm，再选出置信度最大的nm个不同元素进行下一个单元的计算。βI，βV表示I和V中的符号元素对应的LLR。γ用来表示未出现在输入信息向量中的LLR。根据变量节点更新规则，T就等于对应符号的LLR之和。图3是现有技术提供的EMS算法中变量节点单步信息的更新规则示意图，如图3所示，输入符号信息向量V,I已根据置信度由大到小排序。当输入数据有nm个不同符号时，每步需要计算2nm次。综合上述内容能够看出，现有技术在进行译码时在变量节点更新过程需要消耗大量的计算复杂度，因此，如何减低变量节点的译码复杂度成为了亟待解决的问题。针对上述问题，图4是本专利技术实施例提供的一种基于集合的非均等保护译码方法流程示意图，如图4所示，包括：401、根据符号信息向量中元素的置信度，将所述符号信息向量划分成不同类别；402、将不同类别中的符号信息向量划分为不同的集合，并以集合为单位进行译码。本专利技术实施例提供了一种基于集合的非均等保护译码方法，根据符号信息向量的不同符号的置信度的不同，将所述变量节点的信息向量划分为多个集合，根据每个变量节点信息的最可靠元素，对划分的集合非均等划分，并进行译码过程中的计算。图5是本专利技术实施例提供的一种基于集合译码的非均等保护译码方法的更新规则示意图，参见图5，所述方法具体包括：S1：直接接收符号信息向量或根据接收的比特信息计算所述符号信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于集合的非均等保护译码方法，其特征在于，包括：根据符号信息向量中元素的置信度，将所述符号信息向量划分成不同类别；将不同类别中的符号信息向量划分为不同的集合，并以集合为单位进行译码。

【技术特征摘要】
1.一种基于集合的非均等保护译码方法，其特征在于，包括：根据符号信息向量中元素的置信度，将所述符号信息向量划分成不同类别；将不同类别中的符号信息向量划分为不同的集合，并以集合为单位进行译码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：直接接收符号信息向量或根据接收的比特信息计算所述符号信息向量；S2：将所述符号信息向量进行初始化，并将所述符号信息向量的置信度传递给对应的变量节点；S3：进行校验节点更新计算，将计算结果传递给所述变量节点再次进行判决译码，反复迭代直到译出合法码字或直到达到最大迭代次数为止；S4：进行变量节点更新计算，将所述变量节点信息向量划分为多个集合，根据每个变量节点信息的最大置信度，对划分的集合进行非均等保护，在所述变量节点进行变量更新计算，同时并进行码字判决，若是合法的码字，则终止译码，输出译码结果；若是不合法的码字，则将变量节点更新计算结果传递给校验节点。3.根据权利要求1或2所述的一种基于集合的非均等保护译码方法，其特征在于，所述方法还包括：根据变量节点每个符号信息向量中最可靠符号置信度的不同，设置三个不同的阈值；对每一个符号信息向量的置信度进行划分，根据划分的结果将校验节点传递给变量节点的信息向量划分为不同的集合进行非均等保护；若变量节点的符号信息向量中最可靠符号的置信度在第一个阈值上，则保留所有集合中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祖林，李威，宿晨庚，宋李园，黄勤，
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