[发明专利]多进制低密度奇偶校验码的级联编译码系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字信号处理技术领域的编译码系统，具体是一种多进制低密度奇偶校验码的级联编译码系统及方法。

背景技术

低密度校验码(Low Density Parity Check Codes，LDPC Codes)是1963年Gallager首先提出的一种编码技术，具有接近香农极限的性能，已经成为编码领域的一个研究热点，被广泛地应用到各种无线通信领域标准中，包括我国的数字电视地面传输标准、欧洲第二代卫星数字视频广播标准、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。目前的无线通信标准中所使用的LDPC码基本都是二进制的，但David J.C.Mackay的研究发现，多进制LDPC的纠错能力在有些情况下要优于二进制LDPC码，尤其是在中短码长及存在突发错误的情形下(M.C.Davey，D.J.C.Mackay.Q元域上的低密度奇偶校验码[J].IEEE Commun.Lett，1998，2(6)：165-167.)。虽然多进制LDPC码的纠错能力比二进制LDPC码更强，但它与二进制LDPC码一样，也存在误码平层的概念，而误码平层的存在是阻碍LDPC码更广泛地应用于实际通信系统中的一大原因，比如存储系统、高速数据通信系统、光纤通信系统等，因为这些系统往往要求所使用的纠错码具有极低的误码率。

经对现有技术的文献检索发现，专利申请号为200510057105.1的中国专利，专利名称为“逐条添加边算法的多进制低密度奇偶校验码编译码方法”，提出了一种基于逐条添加边算法的多进制低密度奇偶校验码编译码方法，包括编码部分和对应的译码部分，它采用PEG设计方式完成对多进制LDPC码的编码设计，采用等效变换，并与傅里叶变换相结合实现多进制LDPC码的译码。由于该译码方法没有考虑高性噪比情况下多进制LDPC码的误码平层及其形成原因，从而导致译码结果往往会具有较高的误码平层。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种多进制LDPC码的级联编译码系统，通过分析导致多进制LDPC码出现误码平层的原因，采用有效的级联方案，改进了多进制LDPC码的译码性能，显著地降低了多进制LDPC码的误码平层。

根据本发明的一个方面，提供一种多进制低密度奇偶校验码的级联编译码系统，包括依次连接的最易出错信息统计模块、多进制低密度奇偶校验码的级联编码模块、调制模块、解调模块、多进制低密度奇偶校验码的级联译码模块，所述多进制低密度奇偶校验码的级联编码模块包括多进制LDPC码编码器，具体地：

最易出错信息统计模块，其用于通过多进制低密度校验码的蒙特卡洛仿真，统计在较高信噪比情况下对应码字中不同位置的信息节点的错误次数，从而确定其中错误次数最大的前X个符号在码字中的对应位置信息S；

多进制低密度奇偶校验码的级联编码模块，其用于将输入的信息流分成两部分M1和M2，对M1进行RS编码，产生对应的码字C1，再将C1与M2组成新的输入信息流M_NEW进入多进制LDPC码编码器，组合过程中根据所述位置信息S，使经过多进制LDPC码编码后输出的码字中由S对应的最易出错部分的信息都来自于RS生成的码字C1；

多进制低密度奇偶校验码的级联译码模块，其用于根据所接收到的码字先验概率信息及对应的多进制低密度奇偶校验码的校验矩阵H进行译码。

根据本发明的另一个方面，还提供一种多进制低密度奇偶校验码的级联编译码方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：通过多进制低密度校验码的蒙特卡洛仿真，统计在较高信噪比情况下对应码字中不同位置的信息节点的错误次数，从而确定其中错误次数最大的前X个符号在码字中的对应位置信息S；

步骤B：将输入的信息流分成两部分M1和M2，对M1进行RS编码，产生对应的码字C1，再将C1与M2组成新的输入信息流M_NEW进入多进制LDPC码编码器，组合过程中根据所述位置信息S，使经过多进制LDPC码编码后输出的码字中由S对应的最易出错部分的信息都来自于RS生成的码字C1；

步骤C：根据所接收到的码字先验概率信息及对应的多进制低密度奇偶校验码的校验矩阵H进行译码。

更为具体地，在本发明的一个优选例中，本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步、运用蒙特卡洛仿真统计在高性噪比情况下多进制LDPC码的译码错误概率并统计对应的每个符号信息错误的次数，标记出错次数最多的前X个符号信息，将它们在码字中的对应位置信息存入集合S。