[發(fā)明專利]一種基于并行矢量消息傳遞算法的LDPC碼字?jǐn)U展方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910898665.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN110708139B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡嘉哲;楊川川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11200
• 代理人: 余長(zhǎng)江

本發(fā)明提供一種基于并行矢量消息傳遞算法的LDPC碼字?jǐn)U展方法及系統(tǒng)，本方法引入了一個(gè)考慮所有的短環(huán)的新的環(huán)度量CM，將Tanner圖中的所有小于某個(gè)長(zhǎng)度的短環(huán)看作一個(gè)整體，用參數(shù)CM來(lái)評(píng)定其對(duì)總體性能的影響從而使整體矩陣達(dá)到最優(yōu)。本方法降低了誤碼率平臺(tái)，從而得到性能較好的LDPC碼。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于并行矢量消息傳遞(PMP)算法的LDPC碼字?jǐn)U展方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)是通信系統(tǒng)中不可或缺的技術(shù)。基于稀疏奇偶校驗(yàn)矩陣的線性分組碼-低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)的性能接近香農(nóng)極限，是目前通信和存儲(chǔ)系統(tǒng)，如Wimax和模式化媒體存儲(chǔ)的DVB-S2、IEEE802.11、IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)中最流行的差錯(cuò)控制編碼技術(shù)之一。近年來(lái)，5G移動(dòng)通信中的一種標(biāo)準(zhǔn)信道碼也采用了LDPC碼。其中，得益于低復(fù)雜度和簡(jiǎn)單的硬件實(shí)現(xiàn)，準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼(QC-LDPC)是應(yīng)用最廣泛的LDPC碼。

由于不同的通信系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)空間，誤碼率等要求不同，我們經(jīng)常需要不同長(zhǎng)度的QC-LDPC碼。因此，大量的研究集中在基于給定的QC-LDPC碼字基礎(chǔ)上得到不同長(zhǎng)度的新的QC-LDPC碼字，其中，擴(kuò)展是獲得長(zhǎng)碼的一種經(jīng)典的方法。傳統(tǒng)的QC-LDPC碼字?jǐn)U展方法使用的度量只考慮了Tanner圖中最短環(huán)的長(zhǎng)度和最短環(huán)的數(shù)量，因此其在衡量碼字的性能時(shí)有一定的不足，無(wú)法滿足通信系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的性能需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于并行矢量消息傳遞算法的LDPC碼字?jǐn)U展方法及系統(tǒng)，其在傳統(tǒng)方法只考慮最短環(huán)的基礎(chǔ)上引入了較短環(huán)的長(zhǎng)度和個(gè)數(shù)，并引進(jìn)了一種新的環(huán)度量(CM)，有效提高了碼字的糾錯(cuò)性能。

一種基于并行矢量消息傳遞算法的LDPC碼擴(kuò)展方法，所述LDPC碼C₀，其校驗(yàn)矩陣為H₀，子矩陣為一個(gè)Z₀×Z₀的循環(huán)移位矩陣，指數(shù)矩陣為E(H₀)＝(a_ij),擴(kuò)展后的LDPC碼C₁，其校驗(yàn)矩陣為H₁，子矩陣是一個(gè)Z₁×Z₁的循環(huán)移位矩陣,其中Z₁＝qZ₀，擴(kuò)展倍數(shù)為q，指數(shù)矩陣為E(H₁)＝(b_ij)，其步驟包括：

1)使用E(H₀)初始化E(H₁)，并對(duì)H₀中每一個(gè)非零矩陣位置，用代替H₁中的相應(yīng)位置，其中b_ij在a_ij,a_ij+Z₀,a_ij+2Z₀,...,a_ij+(q-1)Z₀中取值，且計(jì)算所有可能取值對(duì)應(yīng)的Tanner圖的參數(shù)CM；

2)選擇參數(shù)CM值最小相對(duì)應(yīng)的b_ij和相應(yīng)的子矩陣在對(duì)應(yīng)的位置，并更新H₁和E(H₁)；

3)順次重復(fù)步驟1和步驟2，將H₁的每一個(gè)非零矩陣位置更新為新的子矩陣輸出E(H₁)，并展開所有的子矩陣得到最終的校驗(yàn)矩陣H₁。

進(jìn)一步地，所述LDPC碼為一QC-LDPC碼。

進(jìn)一步地，所述QC-LDPC碼為一奇偶校驗(yàn)矩陣，包括零矩陣和循環(huán)移位矩陣。

進(jìn)一步地，所述QC-LDPC碼C₀與C₁的母矩陣具有相同構(gòu)造。