[發(fā)明專利]基于外信息符號變化的低密度校驗碼譯碼方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910051181.X
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN101552613A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宮良;歸琳;熊箭;劉勃;苗瑞琴
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11;H03M13/15
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種通信技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種基于外信息符號變化的低密度校驗碼譯碼方法。

背景技術(shù)

通信系統(tǒng)中，各種噪聲的干擾會使得接收機(jī)所接收到的信息符號出現(xiàn)錯誤，而信道糾錯編碼可以用來對抗這種干擾。信道糾錯編碼是在發(fā)送的信息中加入冗余信息，從而接收機(jī)可以利用被傳輸?shù)男畔⑴c冗余信息之間的特定關(guān)系，消除錯誤，恢復(fù)被傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

迭代譯碼是將譯碼過程變?yōu)橐粋€往復(fù)循環(huán)的過程，通過一次次的迭代循環(huán)，逐步消除傳輸信息中的錯誤；相比于傳統(tǒng)的一次譯碼方法，迭代譯碼具有更強(qiáng)的糾錯能力。低密度奇偶校驗碼(Low-Density?Parity-Check?Codes)是一種線性分組碼，校驗矩陣是低密度矩陣(即矩陣中1的個數(shù)遠(yuǎn)大于0的個數(shù))，如果低密度校驗矩陣中每行的1個數(shù)恒定，并且每列中1的個數(shù)也恒定，這樣的碼稱為規(guī)則碼；若行列中的1個數(shù)不恒定，稱為非規(guī)則碼。低密度奇偶校驗碼的譯碼采用基于置信傳播的迭代譯碼方法。

低密度奇偶校驗碼的迭代譯碼根據(jù)譯碼時所利用的信息和對信息的處理方式不同可以分為：比特翻轉(zhuǎn)算法(Bit-Flipping?Algorithm)，和積算法(Sum-Product?Algorithm，SPA)，最小和算法(Min-Sum?Algorithm，MSA)以及修正的最小和方法(Modified?Min-Sum?Algorithm，MMSA)等。其中，比特翻轉(zhuǎn)算法是基于硬判決信息的迭代譯碼方法，后三種是基于軟信息的譯碼方法。采用基于軟信息的譯碼方法獲得的譯碼性能要優(yōu)于基于硬判決的譯碼方法(通常會優(yōu)于后者2-3dB)。但是，基于軟信息的譯碼方法在迭代譯碼過程中會出現(xiàn)譯碼不收斂的現(xiàn)象，即隨著迭代次數(shù)的增加，錯誤符號數(shù)不呈現(xiàn)下降趨勢，而是出現(xiàn)波動，最終無法收斂到0。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，S.Gounai等在《IEEE?VehicularTechnology?Conference論文集》(pp.1467-1471，2006)上發(fā)表了“ModifiedBelief?Propagation?Decoding?Algorithm?for?Low-Density?Parity?Check?CodeBased?on?Oscillation”(“基于錯誤抖動的置信傳播改進(jìn)算法”)。該技術(shù)針對基于軟信息譯碼不收斂的現(xiàn)象，在每次迭代譯碼時，比較本次信息節(jié)點傳遞給校驗節(jié)點的信息的符號與上次的信息符號之間的變化，如果相同則直接傳遞給校驗節(jié)點，如果不同，要將本次迭代信息與上次迭代的信息合并再傳輸，該技術(shù)的缺點是需要保存上次迭代時信息節(jié)點傳遞給校驗節(jié)點的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于外信息符號變化的低密度奇偶校驗碼譯碼方法。本發(fā)明通過檢測相繼的兩次迭代譯碼過程中，信息節(jié)點發(fā)送給校驗節(jié)點的外信息符號編碼，抑制符號改變的外信息數(shù)值，從而緩解現(xiàn)有的基于軟信息的迭代譯碼方法過程中錯誤符號數(shù)波動而導(dǎo)致譯碼器不收斂的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，包括如下步驟：

1.對接收信號向量x＝[x₁，x₂，L，x_n]進(jìn)行硬判決，得到判決向量u＝[u₁，u₂，L，u_n]，判斷硬判決后的接收向量是否滿足校驗方程，即檢驗硬判決向量的各個分量與校驗矩陣的每一列各個分量相乘后再模2求和的結(jié)果是否為都零，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

mod(uH^T，2)＝0

如果上式滿足；則宣布譯碼成功；否則，根據(jù)接收信號向量計算軟信息向量s＝[s₁，L，s_n]，表達(dá)式為：

s=2σ2x]]>

其中：H為一個m行n列二元矩陣，σ²為高斯白噪聲方差；開始迭代譯碼。

2.迭代譯碼初始化，置迭代譯碼次數(shù)l＝1，最大迭代次數(shù)為L；將軟信息分量s_i賦給對應(yīng)的信息節(jié)點v_i作為初始軟信息，i＝1，L，n；置信息節(jié)點到校驗節(jié)點信息符號：