[發(fā)明專利]一種降低平均迭代次數(shù)的緊縮型LDPC-CC譯碼器設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011533785.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112653474B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉良喜;詹明;郝敏;邱明娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/11
• 分類號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發(fā)明公開(kāi)了一種降低平均迭代次數(shù)的緊縮型LDPC?CC譯碼器設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：S1.基于緊縮型流水線譯碼器結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),構(gòu)建LDPC?CC譯碼器模型：S2.初始化：首先將所有的FIFO的存儲(chǔ)空間填充為∞，然后計(jì)算從信道接收到的消息；S3.移位：將一個(gè)新的I(n₀)信息移入第一個(gè)FIFO中，其它的FIFO填充0，同時(shí)整個(gè)譯碼器的FIFO內(nèi)的信息向后移動(dòng)一位；如果輸入的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的是校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行下一步，否則重復(fù)此步驟；S4.設(shè)定停止規(guī)則；S5.變量節(jié)點(diǎn)更新；S6.加權(quán)重因子的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新；S7.硬判決：該步驟是由最后一個(gè)處理器N來(lái)完成的。本發(fā)明在每個(gè)重疊的處理器中加入了停止規(guī)則及權(quán)重因子，仿真結(jié)果表明本文提出的譯碼器降低了緊縮型流水線譯碼器的譯碼復(fù)雜度及提升了譯碼的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及譯碼器，特別是涉及一種降低平均迭代次數(shù)的緊縮型LDPC-CC譯碼器設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，LDPC-CC碼由于其良好的糾錯(cuò)性能和接近Shannon極限的譯碼性能，開(kāi)始被越來(lái)越多的學(xué)者所注意研究。LDPC-CC由于其兼具了卷積碼與LDPC碼的特性，所以在某些方面具有其它碼型無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，比如可以連續(xù)不斷地進(jìn)行譯碼的輸出以及支持任意長(zhǎng)度的編碼等特性。在無(wú)線通信應(yīng)用中，提升譯碼器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹笜?biāo)一直是研究學(xué)者們的目標(biāo)。

LDPC-CC于1999年被和Zigangirov所提出，并給出其最初的流水線譯碼器的實(shí)現(xiàn)原理。隨后基于流水線譯碼器的分層LDPC-CC譯碼器和按需變量節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)譯碼算法(OVA)被學(xué)者們提出，它們通過(guò)改變譯碼的規(guī)則提升了譯碼的可靠性；基于OVA譯碼算法的緊縮型流水線譯碼器，在沒(méi)有引起譯碼性能明顯的下降情況下，通過(guò)減小相鄰處理器之間距離降低了將近一半的初始的譯碼延遲和寄存器存儲(chǔ)需求；除此之外，在譯碼過(guò)程中停止規(guī)則的引入有效減小了平均的譯碼迭代次數(shù)，從而降低了譯碼的復(fù)雜度和功耗消耗。但是與OVA譯碼算法相比，緊縮型流水線譯碼器并沒(méi)有在可靠性和譯碼復(fù)雜度上有所提升，同時(shí)單一的停止規(guī)則也做不到提升譯碼的延遲和可靠性的性能效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種降低平均迭代次數(shù)的緊縮型LDPC-CC譯碼器設(shè)計(jì)方法，在每個(gè)處理器的迭代中加入停止規(guī)則去判斷當(dāng)前的處理器是否可以提前停止本次迭代過(guò)程，使得譯碼的平均的迭代次數(shù)下降，故而有效降低了譯碼的復(fù)雜度，除此之外，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)中權(quán)重因子的引入有效降低了誤差傳播的影響，提升了譯碼的可靠性。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種降低平均迭代次數(shù)的緊縮型LDPC-CC譯碼器設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

初始譯碼模型為L(zhǎng)DPC-CC緊縮型流水線譯碼器模型，譯碼器由N個(gè)處理器組成，每個(gè)處理器的存儲(chǔ)由J+1個(gè)FIFO構(gòu)成，且相鄰的處理器之間進(jìn)行重疊一部分，設(shè)置相鄰處理器之間的距離為m_s+2；在每個(gè)處理器中，第一個(gè)FIFO用于存儲(chǔ)接收到的信息位和校驗(yàn)位，其它J個(gè)FIFO存儲(chǔ)由處理器計(jì)算出的中間臨時(shí)數(shù)據(jù)；

將LDPC-CC由半無(wú)限的奇偶校驗(yàn)矩陣表示，變量節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)奇偶校驗(yàn)矩陣的列，同時(shí)對(duì)應(yīng)碼字中的位，對(duì)列進(jìn)行的處理過(guò)程為變量節(jié)點(diǎn)更新；校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)矩陣的行，也就是校驗(yàn)方程，對(duì)應(yīng)的更新過(guò)程為校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新；

在轉(zhuǎn)置的半無(wú)限奇偶校驗(yàn)矩陣中，矩陣的行對(duì)應(yīng)變量節(jié)點(diǎn)，列對(duì)應(yīng)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，相應(yīng)的根據(jù)矩陣的行進(jìn)行處理的過(guò)程叫做變量節(jié)點(diǎn)更新，對(duì)列的計(jì)算為校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新；

S2.初始化：首先將所有的FIFO的存儲(chǔ)空間填充為∞，然后計(jì)算從信道接收到的消息：

I(n)＝4Rr(n)E_b/N₀

其中：R為碼率，r(n)為從信道接收到的值，E_b/N₀為信號(hào)的信噪比；