[發(fā)明專利]一種基于交錯(cuò)行列消息傳遞的LDPC碼改進(jìn)譯碼算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710676709.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN107404323A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁建國;曾磊;孫雪敏;王姣;蹇紅;王曉蓉;劉力塽;袁素真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/11
• 分類號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號(hào)處理領(lǐng)域，涉及低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity-Check,LDPC)碼譯碼算法，該方案通過對(duì)交錯(cuò)行列消息傳遞(I-CRMP)譯碼算法進(jìn)行改進(jìn)，而提出一種新的LDPC譯碼算法。

背景技術(shù)

低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity-Check,LDPC)碼譯碼算法的性能對(duì)其綜合性能與實(shí)際應(yīng)用起著極其至關(guān)重要的作用，又LDPC碼的調(diào)度方式在其譯碼算法中起著重要的作用，常見的置信傳播(belief propagation,BP)譯碼算法和對(duì)數(shù)似然比置信傳播(Log-Likelihood Ratio Belief Propagation,LLR-BP)算法采用的是洪水調(diào)度方式，即同時(shí)更新校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)或者變量節(jié)點(diǎn)。洪水調(diào)度方式采用的是并行調(diào)度方式，這種調(diào)度方式的缺點(diǎn)是收斂速度較慢。為了在本次迭代中能夠及時(shí)傳遞節(jié)點(diǎn)更新的消息，提出了一種串行調(diào)度方式，在這種串行調(diào)度方式中，有基于校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的更新有分層置信傳播(Layered-BP LBP)算法，也有基于變量節(jié)點(diǎn)的梳洗置信傳播(Shuffled-BP,SBP)算法，按照矩陣中行的順序提出了行消息傳遞(row message-passing,RMP)算法，按照矩陣中列的順序提出了列消息傳遞(column message-passing,CMP)算法，將RMP算法與CMP算法相結(jié)合了起來，交替執(zhí)行，提出了交錯(cuò)行列消息傳遞(interlaced column row message-passing,I-CRMP)算法，在譯碼性能和收斂速度上都獲得了不錯(cuò)的提升。

在上述譯碼串行調(diào)度方式中，雖然取得了不錯(cuò)的性能，但是其節(jié)點(diǎn)信息的更新順序卻是固定的，已證明好的消息更新順序能夠提升譯碼性能。為此，我們將串行調(diào)度譯碼算法引入動(dòng)態(tài)調(diào)度策略譯碼算法中的殘差值的思想，對(duì)算法中消息的更新順序進(jìn)行重新排序，使得其每次迭代更新的順序都是不相同的。仿真表明，本文所提出的譯碼算法能夠在譯碼糾錯(cuò)性能和譯碼收斂速度上取得不錯(cuò)的提升。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明基于交錯(cuò)行列消息傳遞(interlaced column row message-passing,I-CRMP)算法，引入動(dòng)態(tài)調(diào)度策略譯碼算法中的殘差值的思想，提出一種新穎的基于交錯(cuò)行列消息傳遞的LDPC碼改進(jìn)譯碼算法。目的在于改善LDPC碼譯碼算法的譯碼糾錯(cuò)性能和加快其譯碼的收斂速度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種新的基于交錯(cuò)行列消息傳遞的改進(jìn)譯碼算法設(shè)計(jì)，包括：

第一步，對(duì)各變量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化操作。

第二步，對(duì)變量節(jié)點(diǎn)求其殘差值，并對(duì)其進(jìn)行排序，找到該排序?qū)?yīng)的變量節(jié)點(diǎn)的位置。

第三步，按照第二步給定的順序，首先對(duì)第一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新，將更新后的消息傳遞到與其相鄰的第一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，然后再將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的消息傳遞到所有與其相鄰的變量節(jié)點(diǎn)中去。接著將變量節(jié)點(diǎn)更新后的消息傳遞到與其相鄰的第二個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，如此重復(fù)，直到傳遞到最后一個(gè)相鄰的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。最后再對(duì)第二步給定順序中接下來的變量節(jié)點(diǎn)重復(fù)上述過程。

第四步，進(jìn)行譯碼判決，如果滿足譯碼判決條件或者達(dá)到最大迭代次數(shù)，則停止迭代；否則返回第二步中去。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的一種新的基于交錯(cuò)行列消息傳遞的改進(jìn)譯碼算法，通過引入動(dòng)態(tài)調(diào)度策略譯碼算法中的殘差值思想到串行譯碼調(diào)度算法中去，改變了原有的交錯(cuò)行列消息傳遞譯碼算法的消息更新順序。而原算法的消息更新順序是固定的，每次迭代都是按照這個(gè)順序固定的，這樣的順序并不是最合適的。基于此，引入殘差值的思想進(jìn)來能夠?qū)⑦@個(gè)固定的順序改進(jìn)為更適合自身的動(dòng)態(tài)的順序，即每次迭代的消息更新順序都不一樣。而好的消息更新順序又能夠提升譯碼糾錯(cuò)性能，并加快其譯碼收斂速度。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)異效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明方案的技術(shù)路線圖；

圖2為I-CRMP算法的消息傳遞過程圖3為PSS-16QAM映射方案中的SS映射星座圖；

圖3為本發(fā)明改進(jìn)的算法與其他幾種算法的糾錯(cuò)性能對(duì)比圖；

圖4為本發(fā)明的改進(jìn)算法與其他幾種算法的迭代次數(shù)對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式和優(yōu)選仿真實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的描述。