[发明专利]基于LDPC码节点剩余度置信传播译码的改进方法

说明书

本发明公开一种基于低密度奇偶校验(LDPC，Low‑Density Parity‑Check)码节点剩余度置信传播译码的改进方法。LDPC码的剩余度置信传播(RBP，Residual Belief Propagation)和基于校验节点的剩余度置信传播(NWRBP，Node‑wise RBP)是根据剩余度值的有序度量，动态选择最大剩余度值所在的边或校验节点，对其依次进行更新。对比依次同步更新所有校验节点和变量节点的Flooding译码，NWRBP的收敛速度和译码性能有了很大的提高。基于NWRBP，本发明提出了一种改进型NWRBP(ENWRBP,Enhanced NWRBP)，通过统计NWRBP译码过程中各变量节点的更新次数，如果NWRBP迭代译码失败，然后将更新次数最少的变量节点的初始化值设置为0，并重新译码。仿真结果表明，与NWRBP相比，ENWRBP译码方法有效降低了误码率(BER,Bit Error Rate)和误帧率(FER，Frame Error Rate)。

技术领域

本发明属于电子、通讯、与信息工程类领域，特别涉及无线通信和信息存储中LDPC纠错码的译码方法的设计。

背景技术

低密度奇偶校验(LDPC,Low-Density Parity-Check)码是一种线性码。LDPC码因其接近香浓极限的特性，目前已经被广泛应用到深空通信、光纤通信、卫星数字视频、音频广播、数据存储等领域。

传统LDPC码的迭代译码方法flooding，在每次迭代过程中，先同时更新所有的从变量节点到校验节点的边信息，然后再同时更新所有的从校验节点到变量节点的边信息。flooding译码的收敛速度较慢，为了提高译码收敛速度，Casado等人将剩余度概念运用到了置信传播，并提出了两种译码时序：基于剩余度置信(RBP,Residual BeliefPropagation)传播译码、基于校验节点的剩余度置信传播(NWRBP,Node-Wise RBP)译码。两者的区别是，RBP动态选择最大剩余度所在的边进行更新，而NWRBP动态选择最大剩余度所在的校验节点进行更新。这两个译码方法的收敛速度都优于flooding。尽管RBP和NWRBP的误码率低于flooding，然而这两种动态译码过程容易出现边或节点更新次数不均匀的现象，且性能受限于陷井集(trapping sets)的影响，导致一些错误的变量节点(即误码)在多次迭代译码后仍然不能被纠正。

发明内容

经研究发现，NWRBP在译码过程中，变量节点更新的次数并不均衡，存在某些节点更新次数极少的现象。而相对于更新次数较多的变量节点，更新次数较少的变量节点不能为相邻节点提供足够的有用信息，亦或该节点无法从相邻节点获得有用信息，导致相邻节点或其本身发生错误的概率更大。本发明正是利用这一现象，在NWRBP译码的基础上提出一种改进方法Enhanced NWRBP(ENWRBP)，该方法能有效均衡各变量节点的更新次数，从而进一步降低了LDPC码的译码误码率。

技术方案如下：

为方便理解译码流程，定义符号如下：

N(c_m)＝{v_n:h_mn＝1}表示与校验节点c_m相连的所有变量节点的集合；

N(c_m)\v_n表示除了变量节点v_n，所有与校验节点c_m相连的变量节点的集合；

N(v_n)＝{c_m:h_nm＝1}表示与变量节点v_n相连的所有校验节点的集合；

N(v_n)\c_m表示除了校验节点c_m，所有与变量节点v_n相连的所有校验节点的集合；