[發明專利]基于動量的非二元LDPC碼符號翻轉譯碼方法

在審

• 申請號: 202211601658.9
• 申請日: 2022-12-13
• 公開（公告）號: CN115801023A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 焦曉鵬;史越;趙展展;慕建君;韓輝;馬國臣
• 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: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種基于動量的非二元低密度奇偶校驗LDPC碼符號翻轉譯碼方法，其特征在于，是通過迭代計算每個碼字符號的動量值和翻轉度量值，更新硬判決符號序列，重置對應的碼字符號的動量完成譯碼，實現步驟包括如下：

(1)設置最大譯碼迭代次數為L＝100，初始迭代次數為0；

(2)通過信道接收每個碼字符號，計算其在初始迭代時的硬判決值

(3)將當前迭代時碼字的硬判決值作為由校驗矩陣得到的Tanner圖上的每一個變量節點的信息，并將該信息發送給Tanner圖上與其相連的校驗節點，每一個校驗節點根據收到的來自變量節點的信息，更新自身的外部信息和；

(4)根據更新后每一個校驗節點的外部信息和，在基于漢明距離的SFDP譯碼方法的基礎上，使用基于動量的梯度下降法，分別增加對軟可靠度的加權系數α₁和硬可靠度的加權系數α₂，并增加動量項體現每個碼字符號的持續翻轉的能力，構建如下公式計算非二元奇偶校驗LDPC碼在當前迭代時每個碼字符號對應的基于動量的符號翻轉度量：

其中，表示在第k次迭代時第j個碼字符號對于符號的翻轉度量；

分別表示第k次迭代時第j個碼字符號更新后的值和硬判決值

分別表示和對應的加性高斯白噪聲信道的軟可靠度，⊙表示非對稱二進制操作，y_j表示從加性高斯白噪聲信道接收到的第j個碼字符號信息；

M(j)表示連接到第j個變量節點的校驗節點的索引集，表示在第k次迭代時從第i個校驗節點到第j個變量節點的外部信息和；

表示對應與之間漢明距離的權重因子；

表示對應與之間的漢明距離的權重因子；

分別表示在第k次迭代時第j個碼字符號更新后的值的動量值和硬判決值的動量值；

分別表示自上一次第j個符號z_j被翻轉為和到目前為止的迭代次數，其取值范圍均為[1,L+1]；

j的取值范圍為[0,N-1]，N表示非二元低密度奇偶校驗碼的碼字長度；

(5)根據步驟(4)得到的翻轉度量，計算非二元低密度奇偶校驗碼在當前迭代時每個碼字符號對應的翻轉函數值及其對應的翻轉值：

5a)選擇非二元低密度奇偶校驗LDPC碼在當前迭代時每個碼字符號翻轉度量的最大值作為該碼字符號的翻轉函數值：

其中,表示第k次迭代時第j個碼字符號的翻轉函數值；

表示為有限域GF(2^p)上除外其余元素集合中的一個元素；

表示在第k次迭代時第j個碼字符號對于符號的翻轉度量；

5b)計算非二元低密度奇偶校驗碼在當前迭代時每個碼字符號對應的翻轉值：

其中,表示第k次迭代時第j個碼字符號將要被翻轉后的翻轉值；

(6)更新非二元低密度奇偶校驗碼在當前迭代時的硬判決值，重置對應的碼字符號動量：

6a)根據步驟(5)得到的翻轉函數值，確定非二元低密度奇偶校驗碼在當前迭代時需要更新的碼字符號的索引u：

其中，表示求使取得最大值時自變量j的值；

J表示所有變量節點的索引集合{0,1,...,N-1}；

6b)判斷當前碼字符號是否滿足翻轉條件，即第j個碼字符號的序號是否等于需要翻轉的碼字符號的序號u：

若滿足，則將第j個碼字符號更新為當前迭代時每個碼字符號對應的翻轉值并重置使得動量取得最大值，再執行步驟(7)，其中表示自上一次第j個符號被翻轉為到目前為止的迭代次數，表示第k′次迭代時第j個碼字符號的硬判決值，k′的取值范圍為[0,L]；

若不滿足，則更新不滿足翻轉條件的碼字的未翻轉次數，再執行步驟(7)：

其中，表示自上一次第j個符號被翻轉為后到目前為止的更新前的迭代次數；

(7)在當前譯碼迭代次數上加1，判斷當前碼字的硬判決值是否滿足停止譯碼條件，即當前碼字的硬判決值與校驗矩陣的轉置乘積是否為零向量，或當前譯碼迭代次數是否達到最大值L＝100；

若滿足，則譯碼成功，

若不滿足，則返回步驟(3)。