[發(fā)明專利]多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)編譯碼系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210102298.8
• 申請(qǐng)日: 2012-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102611463A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金濤;楊藝賓;俞暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/11
• 分類號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域的編譯碼系統(tǒng)，具體是一種多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)編譯碼系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

低密度校驗(yàn)碼(Low?Density?Parity?Check?Codes，LDPC?Codes)是1963年Gallager首先提出的一種編碼技術(shù)，具有接近香農(nóng)極限的性能，已經(jīng)成為編碼領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用到各種無(wú)線通信領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)中，包括我國(guó)的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)、歐洲第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)、IEEE?802.11n、IEEE?802.16e等。目前的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)中所使用的LDPC碼基本都是二進(jìn)制的，但David?J.C.Mackay的研究發(fā)現(xiàn)，多進(jìn)制LDPC的糾錯(cuò)能力在有些情況下要優(yōu)于二進(jìn)制LDPC碼，尤其是在中短碼長(zhǎng)及存在突發(fā)錯(cuò)誤的情形下(M.C.Davey，D.J.C.Mackay.Q元域上的低密度奇偶校驗(yàn)碼[J].IEEE?Commun.Lett，1998，2(6)：165-167.)。雖然多進(jìn)制LDPC碼的糾錯(cuò)能力比二進(jìn)制LDPC碼更強(qiáng)，但它與二進(jìn)制LDPC碼一樣，也存在誤碼平層的概念，而誤碼平層的存在是阻礙LDPC碼更廣泛地應(yīng)用于實(shí)際通信系統(tǒng)中的一大原因，比如存儲(chǔ)系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、光纖通信系統(tǒng)等，因?yàn)檫@些系統(tǒng)往往要求所使用的糾錯(cuò)碼具有極低的誤碼率。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00510057105.1的中國(guó)專利，專利名稱為“逐條添加邊算法的多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼編譯碼方法”，提出了一種基于逐條添加邊算法的多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼編譯碼方法，包括編碼部分和對(duì)應(yīng)的譯碼部分，它采用PEG設(shè)計(jì)方式完成對(duì)多進(jìn)制LDPC碼的編碼設(shè)計(jì)，采用等效變換，并與傅里葉變換相結(jié)合實(shí)現(xiàn)多進(jìn)制LDPC碼的譯碼。由于該譯碼方法沒(méi)有考慮高性噪比情況下多進(jìn)制LDPC碼的誤碼平層及其形成原因，從而導(dǎo)致譯碼結(jié)果往往會(huì)具有較高的誤碼平層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多進(jìn)制LDPC碼的級(jí)聯(lián)編譯碼系統(tǒng)，通過(guò)分析導(dǎo)致多進(jìn)制LDPC碼出現(xiàn)誤碼平層的原因，采用有效的級(jí)聯(lián)方案，改進(jìn)了多進(jìn)制LDPC碼的譯碼性能，顯著地降低了多進(jìn)制LDPC碼的誤碼平層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)編譯碼系統(tǒng)，包括依次連接的最易出錯(cuò)信息統(tǒng)計(jì)模塊、多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)編碼模塊、調(diào)制模塊、解調(diào)模塊、多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)譯碼模塊，所述多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)編碼模塊包括多進(jìn)制LDPC碼編碼器，具體地：

最易出錯(cuò)信息統(tǒng)計(jì)模塊，其用于通過(guò)多進(jìn)制低密度校驗(yàn)碼的蒙特卡洛仿真，統(tǒng)計(jì)在較高信噪比情況下對(duì)應(yīng)碼字中不同位置的信息節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤次數(shù)，從而確定其中錯(cuò)誤次數(shù)最大的前X個(gè)符號(hào)在碼字中的對(duì)應(yīng)位置信息S；

多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)編碼模塊，其用于將輸入的信息流分成兩部分M1和M2，對(duì)M1進(jìn)行RS編碼，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的碼字C1，再將C1與M2組成新的輸入信息流M_NEW進(jìn)入多進(jìn)制LDPC碼編碼器，組合過(guò)程中根據(jù)所述位置信息S，使經(jīng)過(guò)多進(jìn)制LDPC碼編碼后輸出的碼字中由S對(duì)應(yīng)的最易出錯(cuò)部分的信息都來(lái)自于RS生成的碼字C1；

多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)譯碼模塊，其用于根據(jù)所接收到的碼字先驗(yàn)概率信息及對(duì)應(yīng)的多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的校驗(yàn)矩陣H進(jìn)行譯碼。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的級(jí)聯(lián)編譯碼方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A：通過(guò)多進(jìn)制低密度校驗(yàn)碼的蒙特卡洛仿真，統(tǒng)計(jì)在較高信噪比情況下對(duì)應(yīng)碼字中不同位置的信息節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤次數(shù)，從而確定其中錯(cuò)誤次數(shù)最大的前X個(gè)符號(hào)在碼字中的對(duì)應(yīng)位置信息S；

步驟B：將輸入的信息流分成兩部分M1和M2，對(duì)M1進(jìn)行RS編碼，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的碼字C1，再將C1與M2組成新的輸入信息流M_NEW進(jìn)入多進(jìn)制LDPC碼編碼器，組合過(guò)程中根據(jù)所述位置信息S，使經(jīng)過(guò)多進(jìn)制LDPC碼編碼后輸出的碼字中由S對(duì)應(yīng)的最易出錯(cuò)部分的信息都來(lái)自于RS生成的碼字C1；

步驟C：根據(jù)所接收到的碼字先驗(yàn)概率信息及對(duì)應(yīng)的多進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)碼的校驗(yàn)矩陣H進(jìn)行譯碼。

更為具體地，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選例中，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟：

第一步、運(yùn)用蒙特卡洛仿真統(tǒng)計(jì)在高性噪比情況下多進(jìn)制LDPC碼的譯碼錯(cuò)誤概率并統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)的每個(gè)符號(hào)信息錯(cuò)誤的次數(shù)，標(biāo)記出錯(cuò)次數(shù)最多的前X個(gè)符號(hào)信息，將它們?cè)诖a字中的對(duì)應(yīng)位置信息存入集合S。