[发明专利]一种用于打孔LDPC硬判决译码的预处理方法

说明书

本发明提供了一种用于打孔LDPC硬判决译码的预处理方法，首先，根据编码打孔算法对编码后的打孔校验信息位置进行确定；然后，根据打孔位置找到生成矩阵G位置相关单元；再利用接收到的信息，按照LDPC编码算法做预编码处理，补全打孔丢失的校验信息；最后，将补全的接收信息按硬判决算法做LDPC译码工作，达到编码纠错性能。本发明对硬件资源的消耗少，且易于工程实现；对于打孔的情况能提供约0.5dB的译码增益，特别是在打孔位置较多、信道条件较差的情况，纠错性能更为显著。

技术领域

本发明属于信道编码领域，涉及一种用于打孔LDPC硬判决译码的预处理方法。

背景技术

低密度奇偶校验码(LDPC)在通信系统中表现出迄今为止最接近香农极限的纠错性能，已经广泛应用于光通信、卫星通信、深空通信、第四代移动通信、高速与甚高速率数字用户线和磁记录等系统中。但是与其他纠错码相比，LDPC码的编解码通常需要大量的硬件资源消耗和处理时间，这就大大限制了其实际应用。近年来，研究的努力方向主要集中在降低编译码复杂度、应用嵌入式微系统和提高电子系统的运行速度等方面，然而硬件水平的限制使得大量研究人员更关注对现有算法的改进或替代。通过改进或替代算法来降低硬件实现的复杂度是明智且合理的选择，改进后的算法在某种程度上可以降低对硬件的要求，从而达到降低成本、易于实用的目的。

在LDPC译码中，主要分为硬判决译码和软判决译码两大类，硬判决译码不需要任何软信息即可实现解码，结构简单，运算量较小，易于工程实现，但较软判决译码纠错性能约低2～3dB。软判决译码具有良好的的性能，但资源需求量大，实现复杂度较高。

对LDPC码进行打孔处理是一种实现可变速率LDPC的方法，其思想是通过删除校验信息中的一些信息比特，来达到实现调整码率和码长的目的。在实际应用中，经常会遇到调整码长或码率来匹配通信的速率的情况，目前主要采用软判决译码的方法来进行译码。然而在码长较长、硬件资源紧张的条件下，软判决译码的实现难度异常大甚至是不可能的，若采用硬判决LDPC译码方法，译码纠错增益就会有较大的损失，特别是在打孔信息较多、信道条件较差的情况下硬判决LDPC译码甚至会失去译码纠错能力。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于打孔LDPC硬判决译码的预处理方法，根据打孔信息位置，结合生成矩阵，对接收到的信息进行预编码处理，再进行译码，最后得到译码结果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)根据编码打孔算法，确认编码后打孔校验信息的位置K1，K2…Kn，从接收信息中找出编码信息C，即信息比特；

(2)根据校验矩阵H变换得到生成矩阵G，找出与打孔信息Ki对应的生成矩阵G中的第Ki列Gi，其中对应关系指的是第Ki个信息位与生成矩阵G的第Ki列互为对应关系；

(3)将所有生成矩阵第Ki列中非0元素对应的接收码字中编码信息单元C，模2求和，得到预编码后的校验信息Pki；利用编码信息C做部分重新编码处理来恢复打孔部分的校验信息；

(4)重复步骤(2)、(3)，遍历i的各个取值，分别求出所有打孔位置校验信息恢复值Pki；

(5)分别用求出的Pki来补全接收信息中第Ki个打孔校验信息，恢复出完整的码字S’；

(6)将S’作为新的接收编码信息，运用LDPC硬判决译码算法解出译码信息。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提出的预处理方法，在译码之前对接收信息做了部分重新编码处理，恢复打孔部分信息，为译码处理提供了更多可信信息，相比于以往直接进行硬判决译码的做法，能有约0.5dB的译码增益，特别是在打孔、信道条件较为苛刻时，效果更加明显；