一种多进制LDPC码译码方法技术

发明专利技术涉及一种多进制LDPC码译码方法，方法包括：利用对数似然比估计待译码信息中的每个变量节点初始概率得到初始化信息，并存储初始化信息；将变量节点信息进行转置与逆转置处理；更新变量节点向校验节点传递的信息得到q维更新校验节点信息，更新过程执行若干个两两计算，每个两两计算均执行L维有限域加法和L维普通域加法，L<q；在更新校验节点信息的同时更新变量节点信息；译码判决：对第k次迭代更新信息进行译码判决，如果成功输出结果，否则重复前述步骤。本发明专利技术提供的译码方法能够使译码资源得到大量缩减的同时还节省了中间庞大的读写时序，从而加快了译码速度，降低了译码逻辑的复杂度。的复杂度。的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种多进制LDPC码译码方法


[0001]本专利技术属于通信
，尤其涉及一种多进制LDPC码译码方法。

技术介绍

[0002]LDPC(Low Density Parity Check Code，低密度奇偶校验码)是一类性能可逼近香农极限的线性纠错码，目前已广泛应用于要求数据高可靠性传输的领域，如北斗三代卫星导航系统。其优点在于接近香农极限、结构灵活、更低的误码平层；然而由于其极其高昂的计算复杂度和存储器资源，因此阻碍了多进制LDPC码在实际中的应用和发展。
[0003]例如，在进行LDPC译码常需要执行多次两两计算时，目前的两两计算，常规算法为α
m(n
‑
1)
的q维向量依次与β
m(n+1)
的q维向量进行有限域上的元素运算以及普通域上的概率运算，得到q个不同的有限域元素和q*q个概率结果，其中每个有限域元素对应q个概率结果，需要从中比较选出最大值作为该元素对应的概率值，搜索比较完q*q个概率结果后得到q个元素对应的q维概率值向量，对其进行逆转置处理。
[0004]上述计算过程中，每计算一次α
m(n
‑
1)
与β
m(n+1)
的结果需要进行q*q次有限域加法和q*q次普通域加法，以及进行q*(q
‑
1)次比较筛选运行，同时每次计算需要的存储器为q维，其计算覆盖面积如图1所示。更新完所有校验方程需要进行的两两计算次数为：M*dc*2，对于北斗三代B
‑
CNAV3导航电文(162，81)而言，则需要进行81*4*2次α
m(n
‑
1)
与β
m(n+1)
的两两计算，计算量大，占用的存储器资源大，计算速度慢。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多进制LDPC码译码方法。
[0006]为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种多进制LDPC码译码方法，所述多进制LDPC码由有限域GF(q)(q＝2r)下大小为M
×
N的校验矩阵H的零空间定义，所述H的每一行对应一个校验方程，所述H的每一列上的非零元素对应一个变量节点；
[0008]所述方法包括：
[0009]S1、利用对数似然比估计待译码信息中的每个变量节点初始概率得到初始化信息，并存储所述初始化信息；
[0010]S2、将迭代更新信息中的变量节点信息进行转置与逆转置处理；
[0011]S3、更新变量节点向校验节点传送的信息得到q维更新校验节点信息，所述更新过程执行若干个两两计算，每个两两计算均执行L维有限域加法和L维普通域加法，其中，L<q；
[0012]S4、在更新校验节点信息的同时更新变量节点信息，得到各变量节点概率；
[0013]S5、译码判决：对第k次迭代更新信息进行译码判决，如果成功输出结果，否则重复步骤S2～步骤S5。
[0014]作为专利技术的一种实施方式，步骤S1包括：
[0015]采用下述公式得到初始化信息所述初始化信息多个初始元素
‑
概率值：
[0016]其中，n的取值为1～N，t的取值为0～(q
‑
1)，x
n
表示校验方程的解；
[0017]将存储在矩阵中。
[0018]作为专利技术的一种实施方式，步骤S3包括：
[0019]S301、获取当前校验方程中所有待计算校验节点的计算公式；
[0020]S302、针对当前待计算校验节点，执行α
m(n
‑
1)
+β
m(n
‑
1)
两两运算，在计算过程中执行L维有限域加法和L维普通域加法，得到L维更新校验节点信息，其中L<q；
[0021]S303、判断与当前待计算校验节点对应的两两运算是否全部结束，如果没有结束，将所述L维校验节点信息对应的L维概率值作为输入节点信息，继续执行步骤S302
‑
S303，否则，执行步骤S304：
[0022]S304、将L维更新校验节点信息扩展为q维，得到q维更新校验节点信息；
[0023]S305、判断当前校验方程的所有校验节点是否已完成更新，如果没有，执行步骤S302
‑
步骤S305完成对所有校验节点的更新；否则，根据所述当前校验节点更新信息完成对当前校验方程的更新，将下一个校验方程作为当前校验方程，继续执行步骤S301
‑
步骤S305，完成对所有校验方程的更新。
[0024]作为专利技术的一种实施方式，在首次执行所述步骤S302前，所述步骤还包括：
[0025]将当前校验方程中所有待计算校验节点对应的初始值按照概率值从大到小排序，选取其前L个值作为输入节点信息进行后续两两计算。
[0026]作为专利技术的一种实施方式，步骤S302中，执行两两计算时采用边选择边排序方法。
[0027]作为专利技术的一种实施方式，所述步骤S304包括：
[0028]选取α
m(n
‑
1)
向量的L维的第一个元素即α
m(n
‑
1)
(1)及其对应概率值分别与β
m(n+1)
向量的q维元素及其对应概率值进行伽罗华域上的元素加法及普通域上的概率加法运算，并将每次加法运算得到元素结果与已有的L维元素值进行比较，如果全不相同则存储此元素及其对应概率值，否则此元素及其对应概率值视为无效。
[0029]作为专利技术的一种实施方式，所述步骤S4包括：
[0030]将生成的q维更新校验节点信息与其错位的初始信息相加并存储，其中，处于同一列的两个校验节点信息属于互为错位。
[0031]作为专利技术的一种实施方式，步骤S4还包括：将生成的q维更新校验节点信息与其对应的初始信息相加并存储；
[0032]所述多进制LDPC码译码方法还包括：
[0033]步骤S6：在进行下一次迭代运算更新下一轮校验方程时，从存储器的下半部分开始读取运算，后续迭代依次上半部分下半部分轮流进行。
[0034]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0035]1、本专利技术中，在更新每个校验方程时，先将其dc个校验节点信息分别进行降序排列，选取其前L个值作为输入节点信息进行两两计算，因此α
m(n
‑
1)
与β
m(n+1)
计算量由原来的q维缩减为L维，即进行L*L个有限域上的加法和L*L个普通域上的加法，计算量大大缩减，存储器资源也由原来的q缩减为L。其中L可以根据接收信号强弱进行调整，当信号足够强时L值可以选的很小，这样计算速度可以大幅度提高同时芯片功耗也得到有效降低。
[0036]2、在确定待计算校验节点对应的两两运算已经结束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多进制LDPC码译码方法，其特征在于，所述多进制LDPC码由有限域GF(q)(q＝2r)下大小为M
×
N的校验矩阵H的零空间定义，所述H的每一行对应一个校验方程，所述H每一列上的非零元素对应一个变量节点；所述方法包括：S1、利用对数似然比估计待译码信息中的每个变量节点初始概率得到初始化信息，并存储所述初始化信息；S2、将变量节点信息进行转置与逆转置处理；S3、更新变量节点向校验节点传递的信息得到q维更新校验节点信息，所述更新过程执行若干个两两计算，每个两两计算均执行L维有限域加法和L维普通域加法，其中，L<q；S4、在更新校验节点信息的同时更新变量节点信息；S5、译码判决：对第k次迭代更新信息进行译码判决，如果成功输出结果，否则重复步骤S2～步骤S5。2.根据权利要求1所述的一种多进制LDPC码译码方法，其特征在于，步骤S1包括：采用下述公式得到初始化信息所述初始化信息包括多个初始元素
‑
概率值：其中，n的取值为1～N，t的取值为0～(q
‑
1)，x
n
表示校验方程的解；将存储在矩阵中。3.根据权利要求2所述的一种多进制LDPC码译码方法，其特征在于，步骤S3包括：S301、获取当前校验方程中所有待计算校验节点的计算公式；S302、针对当前待计算校验节点，执行α
m(n
‑
1)
+β
m(n
‑
1)
两两运算，在计算过程中执行L维有限域加法和L维普通域加法，得到L维更新校验节点信息，其中L<q；S303、判断与当前待计算校验节点对应的两两运算是否全部结束，如果没有结束，将所述L维校验节点信息对应的L维概率值作为输入节点信息，继续执行步骤S302
‑
S303，否则执行步骤S304：S304、将L维更新...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾文娟，邱峻，陈玉周，刘岩，窦乐星，曹文沛，尚志建，魏巍，谢柏，
申请(专利权)人：石家庄市经纬度科技有限公司，
类型：发明
国别省市：