一种准循环LDPC码的层译码方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种准循环LDPC码的层译码方法及装置，该方法包括：获取待译码的软信息，将待译码的软信息作为变量节点信息；进行循环移位预处理以使基矩阵对应的变量节点首次读取该变量节点信息时能直接得到所需的顺序；逐层进行迭代译码，迭代译码时逐层更新变量节点信息和校验节点信息，得到译码结果，其中，更新变量节点信息的写回操作前按照当前层与下一关联层的相对移位值进行一次循环移位以使下次读取该变量节点信息时能直接得到所需的顺序；本发明专利技术降低了译码处理延迟，提高了译码效率。提高了译码效率。提高了译码效率。

【技术实现步骤摘要】
一种准循环LDPC码的层译码方法及装置


[0001]本专利技术涉及数字通信
，具体来说涉及无线通信差错控制领域和数字信号处理领域，更具体地说，涉及一种准循环LDPC码的层译码方法及装置。

技术介绍

[0002]低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check Codes，简称LDPC码)由罗伯特
·
加拉格尔(Robert Gallager)博士在1960年提出，其性能接近香农信道容量的极限，因此，LDPC码在无线通信领域中得到了很多应用。罗伯特
·
加拉格尔博士同时给出了一种近似最优的译码算法，称之为和积算法。和积算法中校验节点运算类型比较复杂，不利于硬件快速实现。
[0003]为了解决LDPC码编码复杂度较高的问题，出现了准循环低密度奇偶校验码(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check Codes，简称QC-LDPC码)。QC-LDPC码是LDPC码的重要子集，其奇偶校验矩阵可以分成多个大小相等的方阵，每个方阵都是单位矩阵的循环移位矩阵或全0矩阵，非常便于存储器的存储和寻址，从而大大降低了LDPC码的编译码复杂度。QC-LDPC码由于其极好的并行实现特性，在DVB、WiMAX、WiFi、5G NR等标准中广泛使用。QC-LDPC码主流的译码算法是最小和(Min-sum)算法，其对校验节点更新进行简化，将复杂的双曲函数运算转化为加法、比较等运算。层译码算法是对最小和算法中的解码流程做一定修改得到的算法，其使得校验节点和变量节点更新同时进行，与传统译码流程相比，收敛速度快一倍左右。
[0004]目前针对QC-LDPC译码进行加速的电路设计大部分基于层译码算法，对校验矩阵按行处理，最大并行度为Z(Z为基础矩阵扩展因子)。当并行度为Z时，每次可处理Z个数据。Z个数据的处理流程为：首先从变量节点缓存中选出要处理的列数据，列数据数目为Z；将Z个数据送入循环移位网络；经过循环移位后的数据送入比较器，求出每层数据中的绝对值最小值/次小值，然后对校验节点进行更新；利用更新后的校验节点对变量节点信息进行更新，更新后的变量节点信息送入循环移位单元；经过循环移位后的变量节点信息写回到缓存中，等待下一层处理。在众多译码算法中，分层译码算法具有算法收敛速度更快和误码性能更好的特点，因此，分层译码算法受到了更多的关注。
[0005]传统层译码技术，当并行处理时，变量节点信息需要两次经过循环移位网络。第一次，将从变量节点信息缓存中读出的变量节点信息进行循环移位后送入比较单元、经校验后更新；第二次，将更新后的变量节点信息经过循环移位还原为原始的状态后送入变量节点信息缓存。该方法两次使用循环移位网络，对循环移位网络进行复用(若循环移位网络数目为1)，译码处理延迟较大，译码效率不高。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种准循环LDPC码的层译码方法及装置。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供一种准循环LDPC码的层译码方法，包括：获取待译码的软信息，将待译码的软信息作为变量节点信息；进行循环移位预处理以使基矩阵对应的变量节点首次读取该变量节点信息时能直接得到所需的顺序；逐层进行迭代译码，迭代译码时逐层更新变量节点信息和校验节点信息，得到译码结果，其中，更新变量节点信息的写回操作前按照当前层与下一关联层的相对移位值进行一次循环移位以使下次读取该变量节点信息时能直接得到所需的顺序。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述相对移位值按照以下方式获得：在当前层与下一关联层对应的循环移位值的差值为正时，所述相对移位值等于该差值；在当前层与下一关联层对应的循环移位值的差值为负时，所述相对移位值等于该差值与扩展因子之和。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，在当前层的变量节点信息读取完毕时，响应于当前层的变量节点信息读取完毕的信号，下一层的变量节点提前读取所需且不依赖当前层更新数据的变量节点信息。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，在当前层的变量节点信息更新完毕时，响应于当前层的变量节点信息更新完毕的信号，下一层的变量节点读取所需且依赖当前层更新数据的变量节点信息。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，仅对基矩阵的包含除0和-1以外循环移位值的列对应的变量节点信息进行循环移位预处理。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述基矩阵包括第一基矩阵和第二基矩阵，其中，采用第一基矩阵时对前26列对应的变量节点信息进行循环移位预处理，采用第二基矩阵时对前14列对应的变量节点信息进行循环移位预处理。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，对通过所有层的奇偶校验的变量节点信息进行硬判决包括：对通过硬判决和奇偶校验的变量节点信息中信息比特对应的变量节点信息进行循环移位以还原对应信息比特的顺序；对还原后的信息比特对应的变量节点信息进行硬判决，得到信息比特。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供一种准循环LDPC码的层译码装置，包括：变量节点信息存储模块，用于获取待译码的软信息，将待译码的软信息作为变量节点信息，以及存储更新的变量节点信息；校验节点信息存储模块，用于存储校验节点信息；循环移位网络，用于进行循环移位预处理以使基矩阵对应的变量节点首次读取该变量节点信息时能直接得到所需的顺序，并且在每层更新变量节点信息的写回操作前按照当前层与下一关联层的相对移位值进行一次循环移位以使下次读取该变量节点信息时能直接得到所需的顺序；译码模块，逐层进行迭代译码，每层进行译码时对变量节点信息进行硬判决和用基矩阵的校验节点进行奇偶校验，逐层更新变量节点信息和校验节点信息，对通过所有层的奇偶校验的变量节点信息进行硬判决，得到信息比特。
[0016]根据本专利技术的第三方面，一种电子设备，包括：一个或多个处理器；以及存储器，其中存储器用于存储一个或多个可执行指令；所述一个或多个处理器被配置为经由执行所述一个或多个可执行指令以实现第一方面所述方法的步骤。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0018]本专利技术降低了译码处理延迟，提高了译码效率。
附图说明
[0019]以下参照附图对本专利技术实施例作进一步说明，其中：
[0020]图1为根据本专利技术实施例的准循环LDPC码的层译码方法的流程示意图；
[0021]图2为现有技术的循环移位原理和根据本专利技术实施例的层译码方法的循环移位原理的对比示意图；
[0022]图3为根据本专利技术实施例的准循环LDPC码的层译码装置的模块示意图；
[0023]图4为根据本专利技术实施例的准循环LDPC码的层译码装置的模块连接示意图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准循环LDPC码的层译码方法，其特征在于，包括：获取待译码的软信息，将待译码的软信息作为变量节点信息；进行循环移位预处理以使基矩阵对应的变量节点首次读取该变量节点信息时能直接得到所需的顺序；逐层进行迭代译码，迭代译码时逐层更新变量节点信息和校验节点信息，得到译码结果，其中，更新变量节点信息的写回操作前按照当前层与下一关联层的相对移位值进行一次循环移位以使下次读取该变量节点信息时能直接得到所需的顺序。2.根据权利要求1所述的准循环LDPC码的层译码方法，其特征在于，所述相对移位值按照以下方式获得：在当前层与下一关联层对应的循环移位值的差值为正时，所述相对移位值等于该差值；在当前层与下一关联层对应的循环移位值的差值为负时，所述相对移位值等于该差值与扩展因子之和。3.根据权利要求1所述的准循环LDPC码的层译码方法，其特征在于，在当前层的变量节点信息读取完毕时，响应于当前层的变量节点信息读取完毕的信号，下一层的变量节点提前读取所需且不依赖当前层更新数据的变量节点信息。4.根据权利要求3所述的准循环LDPC码的层译码方法，其特征在于，在当前层的变量节点信息更新完毕时，响应于当前层的变量节点信息更新完毕的信号，下一层的变量节点读取所需且依赖当前层更新数据的变量节点信息。5.根据权利要求1所述的准循环LDPC码的层译码方法，其特征在于，仅对基矩阵的包含除0和-1以外循环移位值的列对应的变量节点信息进行循环移位预处理。6.根据权利要求5所述的准循环LDPC码的层译码方法，其特征在于，所述基矩阵包括第一基矩阵和第二基矩阵，其中，采用第一基矩阵时对前26列对应的变量节点信息进...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭莹，张丽雅，张达，石晶林，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：