LDPC译码器中动态校正因子配置方法技术

本发明专利技术提供了一种LDPC译码器中动态校正因子配置方法，其特征在于，包含以下步骤：读取当前信号的码率，用LDPC译码器进行译码；读入等待处理的LLR信息；迭代次数、信噪比数值与校正因子值之间正相关，使用迭代次数和码率对校正因子值配置表进行配置；读入校正因子值表格，查表所读取的码率和迭代次数对应的校正因子值；以及依据动态配置的校正因子值计算校验比特的信息幅度，利用动态校正因子通过根据不同码率和迭代次数配置较为合理的alpha值来代替之前使用的固定alpha值，可以有效提高LDPC译码器译码能力，进而显著提升整个接收系统的工作性能。工作性能。工作性能。

【技术实现步骤摘要】
LDPC译码器中动态校正因子配置方法


[0001]本专利技术涉及LDPC译码领域，具体涉及一种使得LDPC译码器性能有所提升的动态参数配置方法。

技术介绍

[0002]LDPC码全称低密度奇偶校验码，具有性能良好、描述简单、译码复杂度低、可以并行实现等等优点，目前广泛应用于ATSC3.0、DVB-T等高清数字视频标准与系统中。
[0003]LDPC码的译码方法可分为两大类：(1)基于硬判决的LDPC码的译码方法和(2)基于软判决的LDPC码的译码方法，其中，软判决译码使用了后验概率信息，通过迭代运算使得LDPC码性能逼近香农极限。在译码过程中，每次迭代过程包括两步：校验节点的处理和变量节点的处理。所有校验节点从相邻的变量节点处接收消息，处理后再传回到相邻的变量节点，然后所有的变量节点进行同样的过程，最后变量节点搜集所有可以利用的消息进行判决。
[0004]已知地，ATSC3.0系统的发送过程、接收过程主要包含以下步骤：
[0005]发送端一侧而言，将每个LDPC码字经过调制等处理之后通过天线发送至信道。经过无线信道后，接收端一侧而言，接收衰减后的信号并进行同步、均衡、解扰等处理，接下来，对星座图解映射得到每个码字块对应的LLR数据(对数似然比)，LDPC译码器利用LLR数据经过一系列的计算和处理，纠正码字中一定数量的错误比特，输出正确的码字。
[0006]对于二进制LDPC码来说，消息可以表示为LLR(对数似然比)的形式，相应的译码算法被称之为LLR译码。
[0007]变量节点消息处理的公式为：
[0008][0009]如果概率消息用似然比表示，经过一系列变换之后，上述公式1可化为公式2：
[0010]L(q
ij
)＝L(P
i
)+ΠL(r
ji
)
[0011]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式2)
[0012]其中，P
i
为信道初始消息，q
ij
为变量节点传给校验节点的消息，r
ji
为校验节点传给变量节点的消息,L(P
i
)代表以LLR形式表现的消息数据。由此可见，传统置信传播概率中的公式1的乘法运算变为了公式2的加法运算，其优点是减少运算的复杂度。
[0013]在ATSC3.0样机中，为了进一步优化性能，本领域技术人员通常使用归一化置信(Normalized BP-based)算法。在当前ATSC3.0接收机算法平台中，曾对该归一化置信(Normalized BP-based)算法进行改进，校验节点消息的更新表示为符号和幅度的形式，符号用来进行译码判决，判决的置信度由幅度表示。此改进算法的特色是，在幅度计算中，只选取对结果影响最大的最小值和次小值。从而具有两点优势：(1)校验节点只需要计算最小
值，计算过程被简化了；(2)校验节点只需要存储比特节点传来的最小值和次小值，节省了存储空间。但是，此改进算法所带来的问题是，相比于原始置信算法，过高估计了输出校验信息的幅度。
[0014]在传统LLR BP(置信)算法中，当进行第n次迭代运算的时候，校验节点的消息处理可表示为：
[0015][0016]在ATSC样机使用的Normalized BP-based算法中，校验节点的处理可表示为：
[0017]L(r
ij
)＝Πsgn(L(q
ij
))*min(|L(q
ij
)|)
[0018]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式4)
[0019]此处，利用“L1”指代上述公式3的运算输出结果，利用“L2”指代上述公式4的运算输出结果。我们可以得出以下结论：
[0020](1)L1、L2具有相同的符号，即sgn(L1)＝sgn(L2).
[0021](2)L2的幅度大于L1的幅度，即|L2|>|L1|.
[0022]我们的解决方案是乘以一个小于1的校正因子alpha，则可以更接近LLR BP算法，提高译码性能。我们通过计算|L1|，|L2|的均值来计算校正因子alpha，即：
[0023][0024][0025]在当前的接收机算法平台中，我们是这样实现校验节点的处理过程的：
[0026]L(r
ij
)＝alpha*Πsgn(L(q
ij
))*min(|L(q
ij
)|)
[0027]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式6)
[0028]如公式6所示,在公式4的基础上，将公式4的校验节点的处理过程乘以alpha值，便可以正确算出校验节点传递出的信息。
[0029]通过上述分析可知，Normalized BP-based算法的性能与alpha的取值直接相关，只要选择合适的alpha，标准化最小值置信算法就能获得接近甚至超过算法的性能。

技术实现思路

[0030]本专利技术涉及ATSC3.0接收系统的LDPC译码器中动态校正因子配置方法，使得LDPC译码器性能有所提升，通过根据不同码率配置较为合理的alpha值来代替之前使用的固定alpha值，可以有效提高LDPC译码器译码能力，进而显著提升整个接收系统的工作性能。
[0031]本专利技术提供了一种LDPC译码器中动态校正因子配置方法，具有这样的特征：包含，读取当前信号的码率，用LDPC译码器进行译码；读入等待处理的LLR信息；迭代次数、信噪比数值与校正因子值之间正相关，使用迭代次数和码率对校正因子值配置表进行配置；读入校正因子值表格，查表所读取的码率和迭代次数对应的校正因子值；以及依据动态配置的校正因子值计算校验比特的信息幅度。
[0032]在本专利技术所提供的LDPC译码器中动态校正因子配置方法中，进一步地，还可以具有这样的特征，通过以下校验节点处理公式算出校验节点传递出的信息：
[0033]L(r
ij
)＝alpha*Πsgn(L(q
ij
))*min(|L(q
ij
)|)
[0034]其中，alpha为一个小于1的校正因子值，q
ij
为变量节点传给校验节点的消息，r
ji
为校验节点传给变量节点的消息,L(q
ij
)代表以LLR形式表现的变量节点传给校验节点的消息。
[0035]在本专利技术所提供的LDPC译码器中动态校正因子配置方法中，进一步地，还可以具有这样的特征，接收机算法平台采用归一化置信算法，校验节点消息的更新表示为符号和幅度，其中，符号用来进行译码判决，判决的置信度由幅度表示。
[0036]在本专利技术所提供的LDPC译码器中动态校正因子配置方法中，进一步地，还可以具有这样的特征，在幅度计算中，选择对结果影响最大的最小值和次小值。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LDPC译码器中动态校正因子配置方法，其特征在于，包含以下步骤：读取当前信号的码率，用LDPC译码器进行译码；读入等待处理的LLR信息；迭代次数、信噪比数值与校正因子值之间正相关，使用迭代次数和码率对校正因子值配置表进行配置；读入校正因子值表格，查表所读取的码率和迭代次数对应的校正因子值；以及依据动态配置的校正因子值计算校验比特的信息幅度。2.权利要求1所述的LDPC译码器中动态校正因子配置方法，其特征在于，通过以下校验节点处理公式算出校验节点传递出的信息：L(r
ij
)＝alpha*Πsgn(L(q
ij
))*min(|L(q
ij
)|)其中，alpha为一个小于1的校正因子值，q
ij
为变量节点传给校验节点的消息，r
ji
为校验节点传给变量节点的消息，L(q
ij
)代表以LLR形式表现的变量节点传给校验节点的消息。3.如权利要求1述的LDPC译码器中动态校正因子配置方法，其特征在于，接收机算法平台采用归一化置信算法，校验节点消息的更新表示为符号和幅度，其中，符号用来进行译码判决，判决的置信度由幅度表示。4.权利要求3所述的LDPC译码器中动态校正因子配置方法，其特征在于，在幅度计算中，选择对结果影响最大的最小值和次小值。5.权利要求3所述的LDPC译码器中动态校正因子配置方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈澍，李浩洋，
申请(专利权)人：上海高清数字科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：