[发明专利]一种适用于低密度奇偶校验码的混合译码方法

说明书

本发明公开了一种适用于低密度奇偶校验码的混合译码方法，通过设定相应阈值来根据校验节点度数对校验节点进行分类，度数小于阈值的节点采用基于线性插值的APPROXIMATE‑MIN*方法进行更新，度数大于阈值的节点采用归一化修正最小和译码方法进行计算更新，适用于码率兼容结构，较好的均衡实现复杂度和译码性能，既降低了复杂度，同时也减少了解码性能损失。同时本发明用固定因子乘性修正解码输入信息，消除了译码方法对高斯信道方差估计的依赖，较好的均衡实现复杂度和译码性能。本发明缩小了BP译码方法和MS译码方法性能的差距，消除了解码方法对高斯信道方差估计的依赖。

技术领域

本发明属于译码方法技术领域，涉及一种适用于低密度奇偶校验码的混合译码方法。

背景技术

LDPC码即低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码，它是由RobertG.Gallager博士于1963年首次提出的一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码，并在1995被D.J.C.Mackay和R.W.Neal重新提出。LDPC码具有逼近Shannon限的良好性能，而且译码复杂度较低、结构灵活、低延时，可实现高速并行译码，近二十年来一直是信道编码领域的研究热点。目前LDPC码已广泛应用于无线通信(WiFi，WiMAX)、深空通信、光纤通信、卫星数字视频和音频广播等领域。现在LDPC码已经成为5G信道编码中数据信道的编码方案，eMMB场景已经确定使用LDPC码的编码方案。

除了关键的eMMB场景，5G uRLLC场景对编码的吞吐率和处理延时提出较高要求。5G系统对LDPC码编码方案要求支持的码率范围为1/6-8/9，对于码率小于1/3的低码率LDPC码要具有更低的解码延时。

G.Gallager在提出LDPC码时给出了两种迭代译码方法。其中比特翻转(bitflipping,BF)译码方法属于硬判决译码方法，该译码方法译码复杂度低，易于硬件实现，但译码性能较差；软判决译码是基于后验概率的置信传播(belief propagation,BP)译码方法，该方法在性能上可以逼近最大似然译码，但其译码复杂度很高。目前LDPC码的主要解码方案包括BP类译码方法及BP类简化方法，如MS(Min-Sum,MS)类方法。由于BP译码方法的实现复杂度较高，在实际应用中使用较多的为BP类简化方法。BP类简化方法主要分为两类，对BP方法的简化和MS类简化方法。

MS类译码方法仅通过选择输入变量节点信息的最小值和次小值来更新检验节点信息，降低了译码方法的计算复杂度，但会带来性能上的损失。为了降低MS译码方法的性能损失，一些针对MS译码方法的修正方案被提了出来。MS译码方法的性能损失来源于对校验节点单元信息的过高估计。因此归一化修正最小和译码方法(Normalized Min-Sum,NMS)和偏移最小和译码方法(Offset Min-Sum,OMS)通过对MS方法校验节点输出进行乘性和加性修正来提升解码性能。同时，一些译码方法针对NMS和OMS方法的修正因子来进一步NMS和OMS方法性能。

APPROXIMATE-MIN*译码方法是一类对BP简化的方法，该方法是通过选取输入的变量节点信息的最小值，然后对校验节点更新进行更精确的修正，性能更接近BP译码方法。但该方法对解码输入似然比计算精度要求较高，依赖信道方差估计的，具体实现复杂度太高。

因此，现有的BP译码方法及其简化方法复杂度太高，而MS译码方法虽然降低了复杂度，但其性能低，无法满足需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种适用于低密度奇偶校验码的混合译码方法，缩小了BP译码方法和MS译码方法性能的差距，消除了解码方法对高斯信道方差估计的依赖，同时适用于码率兼容结构，较好地均衡了实现复杂度和译码性能，既降低了复杂度，同时也减少了解码性能的损失。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于低密度奇偶校验码的混合译码方法，包括如下步骤：