[發明專利]混合修正加權比特翻轉的LDPC譯碼算法

有效

• 申請號: 201310208396.4
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103281090B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 王一歌;黃海藝;韋崗
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11;H04L1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及數字信息傳輸技術領域的一種混合修正加權比特翻轉的LDPC譯碼算法（Mixed?Modified?Weighted?Bit-Flipping，MM-WBF）技術，特別涉及一種混合修正加權比特翻轉的LDPC譯碼算法。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，個人通信的需求越來越高，不僅要求在“任何時間、任何地點與任何人”進行通話，而且要求通信技術“寬帶化、實時化及多媒體化”；“編解碼”技術作為通信技術中的重要組成部分，同樣面臨著更高的要求；Low-Density?Parity-Check（LDPC）碼是通過稀疏校驗矩陣定義的線性碼，最早在20世紀60年代由Gallager在其博士論文中提出；但限于當時的技術條件，無法實用化，因此一直被人們忽略；直到90年代，MacKay和Neal等人對LDPC碼重新進行了研究，發現LDPC碼具有十分優越的性能，迅速引起強烈反響和極大關注；目前LDPC碼已廣泛應用于深空通信、光纖通信、衛星數字視頻和音頻廣播等領域；LDPC碼已被下一代衛星數字視頻廣播標準DVB-S2采納，并成為第四代通信系統（4G）糾錯碼方案強有力的競爭者。

LDPC碼的譯碼算法包括以下三大類：硬判決譯碼，軟判決譯碼和混合譯碼。硬判決譯碼實現簡單，解碼速度快，但是性能較差，常見的硬判決譯碼算法有比特翻轉（bit-flipping，BF）算法；軟判決譯碼實現較為復雜，解碼速度較慢，但性能最佳，常用的軟判決譯碼算法有置信傳播（belief?propagation，BP）算法等；而混合譯碼結合了軟判決譯碼和硬判決譯碼的特點，在硬判決譯碼的基礎上，利用部分信道信息進行可靠度的計算；混合譯碼在解碼性能、復雜度及解碼速度三者間取得了較好的平衡，因此受到廣泛關注，其代表算法包括加權比特翻轉（weighted?BF，WBF）系列算法。

加權比特翻轉系列算法的基本思路是在每次迭代中找到最有可能出錯的比特進行糾正，然后重復迭代過程直至解碼成功或者達到最大迭代次數；近年來提出的加權比特翻轉算法主要有：modified?weighted?bit-flipping（M-WBF），low?complexity?weighted?bit-flipping（LC-WBF），reliability?ratio?based?weighted?bit-flipping（RR-WBF），fast?modified?weighted?bit-flipping（FM-WBF），improved?modified?weighted?bit-flipping（IM-WBF）等；相關專利有：低密度校驗碼的并行加權比特翻轉解碼方法（CN200710019237.4，有效），一種有限幾何低密度奇偶校驗碼的譯碼方法（CN200710120057.5，有效），混合比特翻轉和大數邏輯的LDPC譯碼方法（CN200910067809.5，在審）。

然而，上述加權比特翻轉系列算法的性能與軟判決譯碼算法相比仍有較大差距，尤其對于非正則LDPC碼。因此，迫切需要一種性能更佳，收斂更快的加權比特翻轉算法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種混合修正加權比特翻轉的LDPC譯碼算法。該算法選取兩種現有的加權比特翻轉算法進行混合，但是較現有加權比特翻轉算法的解碼性能更佳，收斂速度更快。該算法基于現有的兩種加權比特翻轉算法在解碼過程中對錯誤比特定位相異的特點，采用其中一種算法作為主算法，另外一種算法作為輔助算法進行混合構造而成。該算法在復雜度總體基本無變化的情況下，較現有的其他加權比特翻轉算法提升了0.3～0.6dB的編碼增益，解碼速度提升近一倍。

本發明的目的通過以下技術方案實現：混合修正加權比特翻轉的LDPC譯碼算法，選取兩種現有的加權比特翻轉算法進行混合，所述主算法采用對于待解的碼組現有加權比特翻轉算法中性能最佳的算法，所述輔助算法選取性能次佳的算法，并設置最大迭代次數；解碼過程中，解碼器首先對接收到的碼字進行硬判決，得到判決后的碼字序列作為解碼的輸入信息（如附圖1所示），此處所述主算法采用RR-WBF算法，所述輔助算法采用IM-WBF算法；所述RR-WBF的表達式為：