[發明專利]自適應摻雜方法、系統、存儲介質、計算機設備及應用

在審

• 申請號: 202011389983.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112737598A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 吳磊;朱敏;白寶明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 李霞

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種自適應摻雜方法、系統、存儲介質、計算機設備及應用，設定在一個窗口大小為W的譯碼器內，t時刻的譯碼塊是目標譯碼塊，M是基模圖擴展因子，設定門限值η＝10，設N為一幀內譯碼塊的數目；在耦合鏈上滑窗譯碼；執行循環操作：如果迭代次數nN，根據公式計算對數似然比L_t，如果滿足：L_t≤η，則a.編碼器在t+W時刻的塊被固定為已知，b.t+W時刻譯碼塊的LLR值歸零；對目標碼塊進行譯碼，窗口向后移動一個塊，迭代次數n加一，繼續執行循環操作；如果nN，則退出循環操作。本發明采用的滑窗譯碼降低了時延和使用資源，自適應摻雜技術可以解決譯碼過程中的錯誤傳播問題，可用于連續流大數據業務場景。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種自適應摻雜方法、系統、存儲介質、計算機設備及應用。

背景技術

當Gallage于1962年提出LDPC碼的時候，主要從分組碼的角度來討論。1987年，Tanner開始關注類似卷積的空間耦合結構。但是，當時并沒有考慮將該結構引入LDPC碼的形式。隨著20世紀90年代開始對LDPC碼的再發現，人們隨后發現可以利用一些簡單的方法來構造具有卷積結構的LDPC碼，并能夠獲得明顯的增益。在LDPC卷積碼約束長度與LDPC分組碼分組長度相同的情況下，利用Unwrapping技術從一個分組LDPC碼獲得的LDPC卷積碼具有較大的卷積增益。特別需要指出的是，Felstrom和Zigangirov于1999年首次提出了LDPC卷積碼的概念并具體的給出了一種可實現低復雜度編譯碼的LDPC卷積碼方案。該方案奠定了以后設計這類卷積結構的LDPC碼的研究基礎，即通過設計具有局部約束關系的稀疏校驗矩陣來保證LDPC碼的卷積結構并實現低復雜度低時延譯碼。Lentmaier等人在此基礎上通過對LDPC卷積碼進行截斷得到一類新的LDPC卷積碼，這就是后來的空間耦合LDPC碼。隨即，SC-LDPC碼從性能增益和低時延譯碼取得了突破性進展。2011年，Kudekar等人從LDPC碼碼集的漸進譯碼性能的角度提出了LDPC卷積碼的門限飽和現象，即如果利用對分組LDPC碼進行空間耦合后得到LDPC卷積碼,其置信譯碼門限能夠逼近該分組碼最大后驗概率譯碼門限。同年，Iyengar等人提出了將滑窗譯碼算法應用到SC-LDPC碼的譯碼器中，不但明顯降低了譯碼時延而且能夠保證在無記憶刪除信道下能夠逼近理論限。Costello等人指出SC-LDPC碼區別于以往的標準的LDPC碼的關鍵特性就是，它通過簡單的設計就能將規則和非規則LDPC碼的最好的特性保留了下來。一般非規則的LDPC碼雖然在瀑布區性能較好，但會出現錯誤平層，而規則的LDPC碼雖然可以消除錯誤平層但是在瀑布區性能較差。而SC-LDPC碼的主要特別是：1、同樣采用迭代譯碼，SC-LDPC碼可以在瀑布區達到非規則LDPC碼的性能；2、由于SC-LDPC碼的最小距離隨著分組長度的增加而線性增長，因此使得SC-LDPC碼能夠降低錯誤平層。

空間耦合LDPC碼的滑窗譯碼算法與早期的譯碼算法相比，可以極大的減少譯碼時延和復雜度。為了在中高信噪比的時候保持好的性能，窗口的長度應該滿足條件：W≥6η，其中η是譯碼約束長度。當需要在較低的信噪比下實現低延遲，需要有更小的窗口長度，這會導致不常出現但嚴重的譯碼錯誤傳播，尤其是幀長較長時，引起性能惡化。

解決以上問題及缺陷的難度在于：

在譯碼過程中，當發生塊譯碼錯誤后，也會影響后續塊的譯碼，從而引發錯誤傳播，進而產生連續的塊譯碼錯誤，造成極大的性能損失。為了解決這個問題，Klarber提出了改變譯碼迭代次數或者移動窗口位置來限制空間耦合LDPC碼滑窗算法中錯誤傳播的影響。Min Zhu提出了一種窗口拓展算法，一種同步機制和一種重傳策略來減少空間耦合LDPC碼滑窗算法中錯誤傳播的影響。這些方法中每一種都會改變譯碼器的設計。最近Min Zhu提出了空間耦合LDPC碼的檢驗節點摻雜和變量節點摻雜的方法來限制滑窗算法錯誤傳播。通過改變碼的設計，在碼鏈里周期性的插入摻雜節點來減少譯碼過程中錯誤傳播的影響。該方法預先設定摻雜節點的分布方式，這樣不能完全消除錯誤傳播，因為錯誤傳播還可能存在于摻雜節點之間。為了解決這個問題，需要有更多的摻雜節點，但是這樣會導致更多的碼率損失。