[發明專利]基于C2V動態選擇策略的LDPC碼動態異步更新方法

有效

• 申請號: 201610009679.X
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105680880B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 劉星成;謝穗鵬;崔儒
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 邱奕才;汪曉東

本發明公開了一種基于C2V動態選擇策略的LDPC碼動態異步更新方法，在變量節點的點殘差和校驗節點到變量節點的邊殘差中，采用了三重判定的動態選擇策略選出最不穩定的變量節點和最不可靠的邊信息進行更新。本發明不單純依靠殘差為量度，而是設置了穩定性判據，充分利用了譯碼過程中消息的動態變化特性，快速準確地定位出最不可靠的消息，可以為基于變量節點和校驗節點到變量節點消息殘差的動態異步更新方法提供更加合理的消息更新順序，從而使得所提的方法可以合理地分配計算資源來加快收斂速度，提升譯碼性能。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種基于C2V動態選擇策略的LDPC碼動態異步更新方法。

背景技術

19世紀60年代，Gallager首次提出LDPC碼，也即二進制低密度奇偶校驗碼。自LDPC碼在1996年被重新發現以后，LDPC碼就得到了學術界和工業界的廣泛關注。在這十幾年的研究過程中，LDPC碼的優異性能逐步展現出來。LDPC碼是一類具有交織特性的線性分組碼，不用引入交織器就有很好的抗突發錯誤性能，可避免時延。碼字本身的稀疏性使得LDPC碼的譯碼復雜度較低，具有較低的誤碼平底。從碼字的構造到譯碼算法優化以及最后的性能分析，LDPC碼擁有一套系統的優化設計方法。LDPC碼具有極高地應用前景，目前LDPC碼已經被WiMAX、UWB、衛星數字視頻、10G Base-T等列為標準編碼方式，在未來LDPC碼還將廣泛應用于衛星通信、海洋探測、光傳輸、量子保密通信、全息存儲等方面。

在LDPC碼的譯碼方法方面，從消息更新的調度來看，主要分為三種不同的消息更新策略：同步消息更新策略、固定順序異步更新策略和動態異步消息更新策略。動態異步消息更新策略是三種策略中收斂速度最快，糾錯性能最好的，非常適合應用于需要快速譯碼的場合。2007年，Casado等人提出了一種基于殘差的置信傳播算法即RBP算法，把殘差值的大小作為動態異步更新算法中的量度，根據殘差的大小動態的選擇要更新的消息，沒有固定的更新順序，可以集中計算資源優先更新那些最不穩定的節點消息。RBP算法是一個貪婪性較高的算法，每次都優先更新具有最大殘差的邊信息。為了降低RBP算法的貪婪性，Casado在RBP算法的基礎上提出了貪婪性較低的NWRBP算法。后來Kim等人提出了一種基于變量節點到校驗節點的VC RBP譯碼算法，該方法使用變量節點到校驗節點的殘差作為選擇策略，以降低貪婪性的影響。接著，Liu等人先后提出了一種基于消息相對殘余度的EDS-LBP譯碼算法和基于變量節點到校驗節點消息殘差的智能動態IVC RBP譯碼算法，這兩種算法在糾錯性能和收斂速度方面都得到了提升。Lee等人針對動態異步更新算法的消息更新的不公平性以及算法的貪婪性進行了相應的改善，盡管性能優異，但動態異步更新算法仍存在一些不足之處。目前，LDPC碼的研究者仍然對動態異步更新算法進行深入的研究，以求得更大的性能突破。

動態異步更新算法動態地調整消息更新順序，動態分配資源會導致消息更新的不公平性。在一次譯碼迭代中，有些消息會被更新很多次而有些消息的更新次數較少甚至沒有被更新，過多或過少的更新都會影響算法的糾錯性能和收斂速度。動態選擇策略決定著譯碼過程中消息的更新次序，是動態異步更新算法中至關重要的一部分，但是這方面的研究卻很少。目前絕大多數的動態異步更新算法都是根據消息更新前后殘差的大小作為消息動態更新的量度，認為殘差越大的信息其可靠性越小，應當優先更新。在基于變量節點的點殘差和校驗節點到變量節點(C2V)的邊殘差中，其動態選擇策略都是選擇殘差為量度，但是單純依靠殘差的動態選擇策略在一定程度上有失準確性，會對不可靠信息造成誤判。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種基于C2V動態選擇策略的LDPC碼動態異步更新方法，它充分利用了譯碼過程中消息的動態變化特性，快速準確地定位最不可靠的消息，可以為動態異步更新方法提供更加合理的消息更新順序，從而使得方法合理分配計算資源，加快了收斂速度，提升了譯碼性能。

本發明采用的技術方案如下：