[發明專利]基于交替方向乘子法的LDPC碼譯碼方法

有效

• 申請號: 202010564419.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111835363B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 陳翔;梁智彪;張俊;羅學維;龔杰;林廣遠
• 申請（專利權）人: 超訊通信股份有限公司;中山大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 胡大成

本發明公開一種基于交替方向乘子法的LDPC碼譯碼方法，包括以下步驟：S1設置譯碼參數；S2初始化譯碼參數；S3針對每個校驗節點，根據投影算法計算第k+1次迭代的輔助向量；S4針對每個校驗節點，計算第k+1次迭代的拉格朗日乘子向量；S5針對每個變量節點，計算第k+1次迭代的解向量；S6譯碼結束判定，若滿足條件，則將第k+1次迭代的解向量進行硬判定后再將硬判定結果作為譯碼結果輸出；否則返回S3。本發明的投影算法，能加快對目標投影點的預測，與現有的具有循環結構和排序結構的基于交替方向乘子法的LDPC碼譯碼方法相比，糾錯性能相當，但是采用本發明的投影算法所用的時間少，運算速度較快。

技術領域

本發明涉及低密度奇偶校驗碼算法技術領域，特別涉及一種基于交替方向乘子法的LDPC碼譯碼方法。

背景技術

LDPC碼(Low-Density?Parity-Check?Codes,LDPC，低密度奇偶校驗碼)是一種性能逼近香農極限(香農極限：或稱香農容量，指的是在會隨機發生誤碼的信道上進行無差錯傳輸的最大傳輸速率)的線性分組碼，不僅具有較低的譯碼復雜度，還易于硬件實現，因此廣泛應用于無線通信和數字存儲等領域。隨著時代的發展，無線通信系統要求更可靠且快速的數據傳輸和較高的系統吞吐量。設計一種性能優異且具有較低譯碼復雜度的譯碼算法，對于未來的無線通信系統來說尤其重要。

現有技術中基于ADMM(Alternating?Direction?Method?of?Multipliers,ADMM，交替方向乘子法)的LDPC線性規劃譯碼算法不僅在性能上接近于最大似然譯碼算法，還降低了LDPC碼現有LP(Linear?Programming,LP，線性規劃)譯碼算法的譯碼復雜度。然而，其內包含的歐式投影算法的復雜度較高，導致其譯碼復雜度仍然較高。

目前，LDPC碼的ADMM-LP譯碼方法有兩種歐式投影算法：包含排序操作的投影算法和具有迭代結構的投影算法。在論文“Efficient?iterative?LP?decoding?of?LDPC?codeswith?alternating?direction?method?of?multipliers”(IEEE?InternationalSymposium?on?Information?Theory,Istanbul,2013,pp.1501-1505)(譯文：交替方向乘子法的LDPC碼的高效迭代LP解碼，選自《IEEE國際信息理論研討會》，伊斯坦堡，2013年，第1501至1505頁)(下文稱論文1)中使用的投影算法包含了排序操作。因此，當對碼率較高的LDPC碼進行譯碼時，譯碼速度較慢。在論文“An?iterative?check?polytope?projectionalgorithm?for?ADMM-based?LP?decoding?of?LDPC?codes”(IEEE?CommunicationsLetters,vol.22,no.1,pp.29-32,Jan.2018)(譯文：一種基于ADMM的LDPC-LP解碼的迭代校驗多面體投影算法，選自2018年1月的《IEEE通信快報》，第22卷編號1，第29-32頁)(下文稱論文2)中使用的具有迭代結構的投影算法，存在收斂速度較慢的問題。因此，有必要對現有的低復雜度的歐式投影算法進行改進，從而加快每次迭代的運算速度，有效地提高譯碼速度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于交替方向乘子法的LDPC碼譯碼方法，可以解決現有技術的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

基于交替方向乘子法的LDPC碼譯碼方法，包括以下步驟：

步驟S1、設置譯碼參數；

步驟S2、初始化譯碼參數；

步驟S3、針對每個校驗節點，根據投影算法計算第k+1次迭代的輔助向量；

步驟S4、針對每個校驗節點，計算第k+1次迭代的拉格朗日乘子向量；