[發明專利]一種LDPC分層譯碼方法和LDPC譯碼器

在審

• 申請號: 202111430441.1
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114124110A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 郭璟;張欣瑜;張秉耀;李桓;劉子君;郭晨
• 申請（專利權）人: 北京思朗科技有限責任公司
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張珊珊

本申請提供了LDPC分層譯碼方法和LDPC譯碼器，包括：獲取分層校驗矩陣；在當前迭代次數下，以層間流水方式對多層進行基于對應子校驗矩陣的更新計算處理；對當前迭代次數下最后一層對應的更新計算處理后的后驗概率值進行譯碼判決，若譯碼判決失敗，則將當前迭代次數加1，返回執行在當前迭代次數下，以層間流水方式對多層進行基于對應子校驗矩陣的更新計算處理，直至譯碼判決成功，或者，當前迭代次數達到設定迭代次數。本申請采用層間流水方式，消除了層間空拍，降低了層間處理延遲，提升了譯碼器工作速度，并且，本申請在更新計算處理時，會計算后驗概率更新差值，并基于后驗概率更新差值更新指定存儲中的后驗概率值，確保了在層間流水時的譯碼性能。

技術領域

本申請涉及通信領域，特別是涉及一種LDPC譯碼方法和LDPC譯碼器。

背景技術

學術界基本的LDPC(Low-density Parity-check，低密度奇偶校驗)譯碼算法是一種泛洪式的全并行譯碼方案，在每一輪迭代譯碼中，先對所有校驗節點并行更新，然后對所有變量節點并行更新，再根據變量節點的后驗信息進行譯碼判決，這種泛洪譯碼在譯碼器實現時需要消耗極大的計算資源和存儲資源。

業內5GNR在實現LDPC譯碼時，通常采用分層式的譯碼方案，即根據5GNR LDPC碼的基圖和擴展因子對校驗矩陣分層，在每一輪迭代譯碼中以層為單位依次對各層進行更新計算處理，即一層更新計算完后再進行下一層更新計算；每一層更新計算處理均是以從存儲中讀取變量節點的后驗概率值開始，經過變量節點更新、校驗節點更新的過程，再以計算變量節點的后驗概率值并寫回存儲結束。在5GNR LDPC中，由于變量節點數目(對應于碼長)遠大于譯碼器并行寬度，所以每一層的更新計算處理都以層內并行流水的方式進行，具體參見圖1a所示的層內并行流水方式，假設每一層讀入信息需要Nr拍數，從每一次讀入信息經過計算處理到寫回信息需要Nh拍數，則一層信息從第一次讀入信息到最后一次寫回信息需要(Nr+Nh)拍數。

由于分層調度是單層單層更新計算的，所以需要的存儲資源比泛洪調度少，并且，分層調度方案因每一層更新的消息能夠馬上用于后續節點更新，因此具有譯碼收斂速度快的優勢，設置較少的迭代次數即可達到洪泛調度方案相同的譯碼性能。但是，基本的分層方案要求一層計算完后再進行下一層計算，所以層與層之間并沒有實現流水處理，如圖1b所示，層與層之間處理延遲(Nr+Nh)拍，存在處理上的空拍問題，空拍數為Nh，在處理時序上造成了浪費，層間時延過長。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種LDPC譯碼方法和LDPC譯碼器，用于解決現有技術層間時延過長的問題，其技術方案如下：

一種LDPC分層譯碼方法，應用于LDPC譯碼器，包括：

獲取分層校驗矩陣，其中，分層校驗矩陣包括多層對應的子校驗矩陣，多層對應的子校驗矩陣的行數和列數均相同，且列數與分層校驗矩陣的列數相同，任一層對應的子校驗矩陣的各行行重相同，各列列重為0或1，且每行對應一校驗節點，每列對應一變量節點；

在當前迭代次數下，以層間流水方式對多層進行基于對應子校驗矩陣的更新計算處理，其中，任一層對應的更新計算處理中均包括后驗概率更新差值計算處理和更新差值累加處理，后驗概率更新差值計算處理用于計算該層與校驗節點相連的變量節點的后驗概率更新差值，更新差值累加處理用于基于后驗概率更新差值將指定存儲中對應變量節點的后驗概率值更新為更新計算處理后的后驗概率值；

對當前迭代次數下最后一層對應的更新計算處理后的后驗概率值進行譯碼判決，若譯碼判決失敗，則將當前迭代次數加1，返回執行在當前迭代次數下，以層間流水方式對多層進行基于對應子校驗矩陣的更新計算處理，直至譯碼判決成功，或者，當前迭代次數達到設定迭代次數。

可選的，針對多層中的每一層，對該層進行基于對應子校驗矩陣的更新計算處理，包括：