多进制LDPC解码算法的优化方法、装置及解码器制造方法及图纸

本发明专利技术实施例适用于编解码技术领域，提供了一种多进制LDPC解码算法的优化方法、装置及解码器，所述方法包括：接收针对有限域中的元素操作指令，操作指令包括乘除法操作符；依据预置的元素‑幂次表，将乘除法操作符对应的乘除法操作转换为加减法操作；计算加减法操作的操作结果；通过查询预置的幂次‑元素表，确定操作结果对应的目标元素，对多进制LDPC解码算法的空间复杂度进行优化；将多进制LDPC解码算法中各个码对应不同符号的置信度量化为有限位数。本实施例通过将有限域中的乘除法操作转换为加减法操作，以及非均匀量化各个码对应不同符号的置信度这两方面的优化处理，降低了解码算法的空间复杂度，提高了解码效率。

【技术实现步骤摘要】
多进制LDPC解码算法的优化方法、装置及解码器
本专利技术属于编解码
，特别是涉及一种多进制LDPC解码算法的优化方法、一种多进制LDPC解码算法的优化装置、一种解码器及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
二进制LDPC(BinaryLow-Density-Parity-Check，简称B-LDPC)码是一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码，适用于几乎所有的信道，可以以码长指数的形式快速接近香农理论的信道容量，是编码界近年来的研究热点。然而，当码长相对较短时，B-LDPC码的性能会出现一定程度的降低。因此，有学者在B-LDPC码的基础上提出了多进制LDPC(Non-BinaryLow-Density-Parity-Check，简称NB-LDPC)码。相对于B-LDPC码，特别是当码长较短时，NB-LDPC码理论上具有更优异的性能，目前，NB-LDPC码也开始逐渐被相关行业采纳为编码标准。例如，北斗卫星导航系统(BDS)。NB-LDPC码的应用也带来了更为复杂的解码算法。因此，为了降低NB-LDPC解码算法的复杂度，需要将解码算法中以置信度的方式表示的概率转换成对数形式，从而将其量化为有限位数。但是，在高信噪比条件下，接收码字为某一符号的概率很大，而为其他符号的概率则非常小，即符号概率分布非常集中；当在低信噪比的条件下，符号概率分布则比较均衡。根据置信度的定义可以发现，高信噪比时置信度变化范围很大，而低信噪比时置信度变化范围则较小。值得注意的是，置信度值越大其提供的解码信息则越丰富。现有技术中按照相同的标准对不同数值的置信度进行量化，使得置信度较小的部分也占用了较多的比特数，增大了存储空间。另一方面，NB-LDPC解码算法还涉及有限域中的乘除法操作。有限域中的乘除法操作由于与普通的算术乘除法规则不一样，通常的做法是预先存储有限域的乘法表和除法表，然后通过查表的方法进行快速乘除法计算。当有限域的阶数较低时，上述方法十分简单而且非常有效。然而，上述有限域乘法表和除法表与其阶数平方成正比，即高阶有限域乘法表和除法表需要非常大的存储空间。进一步增大了对存储空间的占用，提高了NB-LDPC解码算法的空间复杂度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种多进制LDPC解码算法的优化方法、装置及解码器，以解决现有技术中NB-LDPC解码算法的空间复杂度较高的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种多进制LDPC解码算法的优化方法，包括：接收针对有限域中的元素操作指令，所述操作指令包括乘除法操作符；依据预置的元素-幂次表，将所述乘除法操作符对应的乘除法操作转换为加减法操作；计算所述加减法操作的操作结果；通过查询预置的幂次-元素表，确定所述操作结果对应的目标元素，对多进制LDPC解码算法的空间复杂度进行优化；所述对多进制LDPC解码算法的空间复杂度进行优化的步骤还包括：将所述多进制LDPC解码算法中各个码对应不同符号的置信度量化为有限位数。本专利技术实施例的第二方面提供了一种多进制LDPC解码算法的优化装置，包括：接收模块，用于接收针对有限域中的元素操作指令，所述操作指令包括乘除法操作符；转换模块，用于依据预置的元素-幂次表，将所述乘除法操作符对应的乘除法操作转换为加减法操作；计算模块，用于计算所述加减法操作的操作结果；确定模块，用于查询预置的幂次-元素表，确定所述操作结果对应的目标元素；量化模块，用于将所述多进制LDPC解码算法中各个码对应不同符号的置信度量化为有限位数。本专利技术实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述多进制LDPC解码算法的优化方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述多进制LDPC解码算法的优化方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术实施例包括以下优点：本专利技术实施例，通过预置简单的元素-幂次表和幂次-元素表，可以将有限域中的乘除法操作转换为加减法操作，解决了预置高阶有限域乘法表和除法表需要占用非常大的存储空间的问题；在此基础上，通过对置信度进行非均匀量化，可以以有限位数的形式表示各个置信度，能够对置信度的存储空间进行优化。通过上述两方面的优化处理，极大地减少了NB-LDPC解码算法对存储空间的占用，降低了NB-LDPC解码算法的空间复杂度，提高了解码效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例的一种多进制LDPC解码算法的优化方法的步骤流程示意图；图2是本专利技术一个实施例的有限域乘/除法的电路示意图；图3是本专利技术一个实施例的一种多进制LDPC解码算法的优化装置的示意图；图4是本专利技术一个实施例的一种解码器的示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本专利技术。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。下面通过具体实施例来说明本专利技术的技术方案。参照图1，示出了本专利技术一个实施例的一种多进制LDPC解码算法的优化方法的步骤流程示意图，具体可以包括如下步骤：S101、接收针对有限域中的元素操作指令，所述操作指令包括乘除法操作符；需要说明的是，本方法可以应用于对多进制LDPC(NB-LDPC)码的解码过程中。在抽象代数中，域是一种可进行加、减、乘、除运算的代数结构。如果某个域只包含有限个元素，则称其为有限域(finitefield)。在本专利技术实施例中，当接收到针对有限域中的各个元素的操作指令时，可以按照操作指令中包含的乘除法操作符对上述元素进行乘除法操作。S102、依据预置的元素-幂次表，将所述乘除法操作符对应的乘除法操作转换为加减法操作；通常，在有限域中，任意非0元素均可以表示为其中任一非0元素的幂次。假定Ω为有限域GF(q)中的任一非0元素，X和Y为GF(q)中的任意元素，且分别可以表示为：那么GF(q)中的乘除法可以表示为：其中，(J±K)q表示加减法结果对有限域阶数q求余。以64进制有限域为例说明，64进制有限域一共有64个元素，可以表示为a0,a1,…,a63(或者直接用0,1,…63表示)，除0元素(a0(0))外，其他元素均可以表示成其中一个元素的幂次(有限域的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多进制LDPC解码算法的优化方法，其特征在于，包括：/n接收针对有限域中的元素操作指令，所述操作指令包括乘除法操作符；/n依据预置的元素-幂次表，将所述乘除法操作符对应的乘除法操作转换为加减法操作；/n计算所述加减法操作的操作结果；/n通过查询预置的幂次-元素表，确定所述操作结果对应的目标元素，对多进制LDPC解码算法的空间复杂度进行优化；/n所述对多进制LDPC解码算法的空间复杂度进行优化的步骤还包括：/n将所述多进制LDPC解码算法中各个码对应不同符号的置信度量化为有限位数。/n

【技术特征摘要】
1.一种多进制LDPC解码算法的优化方法，其特征在于，包括：
接收针对有限域中的元素操作指令，所述操作指令包括乘除法操作符；
依据预置的元素-幂次表，将所述乘除法操作符对应的乘除法操作转换为加减法操作；
计算所述加减法操作的操作结果；
通过查询预置的幂次-元素表，确定所述操作结果对应的目标元素，对多进制LDPC解码算法的空间复杂度进行优化；
所述对多进制LDPC解码算法的空间复杂度进行优化的步骤还包括：
将所述多进制LDPC解码算法中各个码对应不同符号的置信度量化为有限位数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作指令还包括第一元素和第二元素，所述依据预置的元素-幂次表，将所述乘除法操作符对应的乘除法操作转换为加减法操作的步骤包括：
查询预置的元素-幂次表，分别得到所述第一元素的幂次值和第二元素的幂次值，将所述乘除法操作转换为加减法操作。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述乘除法操作符包括乘法操作符或除法操作符，所述计算所述加减法操作的操作结果的步骤包括：
针对所述乘法操作符，计算所述第一元素的幂次值和所述第二元素的幂次值之和；
针对所述除法操作符，计算所述第一元素的幂次值和所述第二元素的幂次值之差。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述多进制LDPC解码算法中各个码对应不同符号的置信度量化为有限位数的步骤包括：
分别获取多个符号的置信度集合，所述置信度集合包含与多进制LDPC码多个符号一一对应的多个置信度；
识别所述置信度集合中的置信度最大值；
分别确定所述置信度集合中的各个置信度与所述置信度最大值之间的数值差；
根据所述数值差与预设阈值之间的大小关系，将所述各个置信度量化为有限位数，所述预设阈值由量化处理的预设比特数确定。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永辉，沈梓荣，文宇波，高峰，许祥滨，
申请(专利权)人：泰斗微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44