[发明专利]5G NR标准的分层LDPC基矩阵处理译码方法有效

专利信息
申请号: 201810874768.X 申请日: 2018-08-03
公开(公告)号: CN109309502B 公开(公告)日: 2021-05-04
发明(设计)人: 刘刚;康丁文 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: H03M13/11 分类号: H03M13/11;H03M13/00
代理公司: 陕西电子工业专利中心 61205 代理人: 程晓霞;王品华
地址: 710071 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: nr 标准 分层 ldpc 矩阵 处理 译码 方法
【说明书】:

发明公开了一种5G NR标准的分层LDPC基矩阵处理译码方法,解决现有技术在迭代次数较少时误码性能差的问题。本发明分为分层LDPC译码部分和基矩阵处理部分。分层LDPC译码部分在译码变量初始化后重排基矩阵行结构,按重排后的基矩阵和译码校验矩阵的行结构顺序迭代译码直至译码过程结束;基矩阵处理部分计算基矩阵各行行重,将基矩阵各行数据按行重由小到大重排,经循环移位扩展生成译码校验矩阵。本发明对基矩阵和译码校验矩阵进行行结构变换,使后续迭代译码优先处理置信度高的节点,加快译码收敛速度、节省译码迭代次数、提升误码率性能。兼容5G NR标准的所有校验矩阵,具有复杂度低、兼容性好和易于操作的特点。应用于无线通信系统的信道译码中。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域,主要涉及信道编译码,具体是一种5G NR标准的分层LDPC基矩阵处理译码方法。应用于无线通信系统的信道译码中。

背景技术

数字信号在移动通信系统中传输时,由于信道中存在噪声干扰和衰落,会导致通信的可靠性降低。为了提高通信系统的可靠性,降低系统的误码率,信道编译码技术应运而生。低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Codes,LDPC)是Gallager于1963年提出的一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码,几乎适用于所有的信道,它能够获得非常接近shannon极限的性能,且描述和实现简单,译码过程可实行并行操作,适合硬件实现。

近期,5G(5th Generation Mobile Communication Systems)NR(New Radio)标准已将LDPC码作为增强移动宽带(eMBB)场景的数据传输和控制信息传输的信道编译码方案,规定数据下载的峰值速率可达20Gbps。5GNR标准中的校验矩阵与传统的校验矩阵不同,其基矩阵BG有两种不同的结构,由BG进行扩展、循环移位可以生成102种尺寸、数值均不同的校验矩阵。极高的数据传输速率对LDPC码的译码收敛速度和误码率性能都提出了更高的要求。针对LDPC码的编译码技术,目前已有大量研究人员对其进行研究,先后提出了泛洪LDPC译码方案、分层LDPC译码方案和动态LDPC译码方案等。

泛洪LDPC译码方案是一种传统的迭代方案,即是按照译码算法的信息迭代公式,将译码过程分为校验信息迭代和变量信息迭代。首先根据初始消息计算校验节点信息,等所有校验节点信息都计算出来之后再根据校验节点信息计算变量节点信息,然后根据变量节点信息计算校验节点信息,如此迭代往复。该方案有它明显的缺陷:其一,计算过程中需要存储的数据量大,浪费系统资源;其二,该方案按行进行更新,收敛速度缓慢,要获得良好的译码性能则需要较多的迭代次数,耗费系统运行时间。

分层LDPC译码方案是将本次迭代中已经计算出的校验节点信息及时地更新到总的外信息中,使其可以用于计算下一个校验节点的校验信息。因而,分层LDPC译码方案的收敛速度比泛洪LDPC译码方案更快,在相同的迭代次数下可以获得更好的译码性能。即便如此,这种方案仍有其不足之处:该方案按照基矩阵的固有顺序按层结构进行译码,尽管收敛速度较其他译码方案有所提升,但仍不够迅速,误码率性能也不能令人满意。

动态LDPC译码方案的译码步骤非常繁杂,每个节点的更新都需要重新计算当前校验矩阵中所有校验节点的校验信息的残差值,不仅如此,更新该节点信息时还涉及同列的所有变量节点的变量信息以及各变量节点对应的各校验节点。很明显,这种译码方案没法适应5G NR标准下校验矩阵多样且部分校验矩阵超大的情况,算法复杂度过高,极其不具备可操作性。

综上所述,现有技术中还存在系统资源耗费大、误码率性能低、收敛速度慢、可操作性差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的缺陷和不足,提出了一种资源耗费低、收敛速度更快、误码率性能更好、可操作性强的5G NR标准的分层LDPC基矩阵处理译码方法。

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  • 2023-06-20 - 2023-09-22 - H03M13/11
  • 本发明实施例提供一种大规模多输入多输出系统的迭代检测译码方法及装置,其中方法包括:在LDPC编译码和多进制正交幅度调制的多输入多输出系统中,根据上一次外循环中译码器输出的先验信息,确定当前外循环中检测器第一次内循环的输入;经过预设次数的内循环,获取所述检测器输出的外信息;根据所述外信息确定所述当前外循环中所述译码器的输入;获取所述当前外循环中所述译码器更新并输出的先验信息,根据所述更新的先验信息确定下一次外循环中所述检测器第一次内循环的输入;其中,所述检测器根据近似期望传播算法进行检测,所述译码器根据归一化最小和算法进行译码。本发明保证迭代检测译码算法良好性能的同时实现低复杂度。
  • 一种减少流水线冲突的QC-LDPC分层译码方法及译码器-202310808809.6
  • 张俊杰;王志杰;张倩武;宋英雄;陈健;李迎春 - 上海大学
  • 2023-07-03 - 2023-09-22 - H03M13/11
  • 本发明公开了一种减少流水线冲突的QC‑LDPC分层译码方法,在译码开始之前先通过离线处理调整层间和层内的子矩阵处理顺序,减少发生数据更新冲突的子矩阵数量。译码方法通过在计算变量节点传递给校验节点消息后加上增益来弥补读取了未更新后验概率值造成的性能损失。本发明公开的一种减少流水线冲突的QC‑LDPC分层译码方法,当能满足当前层计算重叠子矩阵变量节点传递给校验节点信息之前上一层相应的增益可以算出,则可以保证该译码方法与理论性能无差异。当不满足时也可以将数据更新冲突减少到最低,减小了性能损失,提升了系统的吞吐率。
  • 置信传播译码方法及相关设备-202310653372.3
  • 张川;申怡飞;李宗尧;孙玉泰;黄永明;尤肖虎 - 网络通信与安全紫金山实验室
  • 2023-06-02 - 2023-09-19 - H03M13/11
  • 本发明提供一种置信传播译码方法及相关设备,涉及信道编译码技术领域,所述方法包括:基于原始奇偶校验矩阵,构造低重量奇偶校验LWPC矩阵;LWPC矩阵包括从最小行重开始依次增大的校验行;LWPC矩阵的行数比原始奇偶校验矩阵的行数多;LWPC矩阵的行秩等于原始奇偶校验矩阵的行秩;对LWPC矩阵进行破四环,得到广义低重量奇偶校验G‑LWPC矩阵;在G‑LWPC矩阵对应的泰纳图上进行置信传播译码,获取译码码字。本发明在不改变编码构造的前提下达到了很好的纠错性能,有望实现通用译码器。
  • 纠错码电路、半导体存储器装置以及存储器系统-201911132195.4
  • 赵诚慧;李起准;李明奎;孔骏镇 - 三星电子株式会社
  • 2019-11-19 - 2023-09-19 - H03M13/11
  • 公开了纠错码电路、半导体存储器装置以及存储器系统。半导体存储器装置的纠错码电路包括校正子生成电路和纠正电路。响应于解码模式信号,校正子生成电路通过使用第一奇偶校验矩阵和第二奇偶校验矩阵中的一个基于从存储器单元阵列读取的码字中的消息和第一奇偶校验位,来生成校正子。纠正电路接收所述码字,基于校正子纠正所述码字中的(t1+t2)个错误位的至少一部分,并输出纠正的消息。这里,t1和t2分别是大于0的自然数。
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