[发明专利]一种低复杂度LDPC码加权比特翻转译码算法提前停止方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低复杂度低密度奇偶校验(Low density parity check,LDPC)码加权比特翻转译码算法提前停止迭代的方法。

背景技术

低密度奇偶校验(Low density parity check,LDPC)码在移动和深空通信等领域具有重要的应用前景。LDPC码作为一类线性分组码，是由其校验矩阵来定义的。校验矩阵的构造方法有很多，其中比较常见的两种为：基于渐近增边(Progressive Edge-Growth，PEG)算法、基于摄影几何(Projective Geometry，PG)的点和线来设计。二者可分别记为PEG-LDPC码和PG-LDPC码。

基于置信传播理论的和积算法是LDPC码性能优异的译码算法，但由于计算过程中涉及大量的指数和对数运算，因此实现复杂度较高。为了降低实现复杂度，有学者对和积算法的行更新过程进行简化，提出了最小和算法，从而通过性能上的损失来换取实现复杂度的降低。由于在和积算法和最小和算法中，校验节点和信息节点间传递的是实数，实现复杂度相对而言依然较高。在LDPC码的比特翻转(Bit Flipping,BF)译码算法中，由于信息节点和校验节点间传递的是二进制信息，因此实现最为简单，适用于要求简单编译码装置的场合。Kou等人率先提出的加权BF(Weighted BF,WBF)算法将校验节点邻接的信息节点的最小幅度作为双极性校验子的权重，构造出新的翻转函数。由于WBF算法引入了可靠度软信息，其译码性能和实现复杂度都介于和积算法和BF算法之间，从而在性能和实现复杂度之间达到了更好的平衡匹配。WBF算法具体译码步骤可归纳为：

步骤一：初始化迭代次数k＝1，并取最大迭代次数为K_max，取M×N的校验矩阵H，计算校验矩阵H中信息节点的权重ω_m：其中M表示校验位长度，m∈[1，M]，N表示码长，n∈[1，N]，Α(m)表示校验矩阵H的第m行中元素为“1”的位置构成的集合，r_n表示信道接收序列r＝(r₁,…,r_n,…,r_N)的第n个元素；

步骤二：按照判决规则zn=1,rn≥00,rn<0]]>对信道接收序列r进行硬判，设判决后的序列为z＝(z₁,…,z_n,…,z_N),z_n∈{0,1}。利用信道硬判决序列z计算伴随式s：s＝{s₁,…s_m,…s_M}＝zH^T，具体来讲s_m＝mod(Σ_n∈A(m)z_n,2)；

步骤三：判断s的值，如果s为零，则输出z，转入步骤六；如果s不为零但译码次数已经达到预先设定的最大迭代次数，则译码失败，同样输出z，转入步骤六；如果s不为零且未达到最大迭代次数，则转入步骤四；

步骤四：根据公式计算各个信息节点的翻转函数，其中B(n)表示校验矩阵的第n列中元素为“1”的位置构成的集合，s_m表示伴随式s的第m个元素。找出翻转函数值最大的信息节点，对该信息节点在z中对应的比特位进行翻转，得到新的z，转入步骤五；

步骤五：利用更新后的z重新计算伴随式s，转入步骤三。

步骤六：译码结束。