[发明专利]用于5G-NR系统短块长低码率LDPC码的修正译码方法

说明书

本发明涉及译码技术领域，尤其涉及用于5G‑NR系统短块长低码率LDPC码的修正译码方法，针对5G‑NR系统短块长低码率LDPC码译码性能的平层问题，提出一种修正的译码方法。对于常规迭代译码器输出的错误码字，即输出信息比特序列的循环冗余校验(CRC)不满足时，通过查询表格，使用循环修正的方式，即对指定位置的译码比特进行翻转，最大重复次数为Z(5G‑NR系统中LDPC码的扩展因子)，对每次翻转结果进行CRC检测，满足即输出信息比特序列。该方法在少量增加算法复杂度的情况下，有效降低了5G‑NR系统短块长低码率LDPC码的译码错误平层。

技术领域

本发明涉及译码技术领域，尤其涉及用于5G-NR系统短块长低码率LDPC码的修正译码方法。

背景技术

LDPC码即低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码，因其具有接近香农限的突出性能而成为近20多年的研究热点。它最早是由Gallager博士在上世纪60年代提出，并在Turbo码和迭代译码出现后于上世纪90年代被Mackey等人重新发现。由于LDPC码译码算法复杂度低，结构灵活，可实现高速并行译码等特点，目前已经广泛应用于存储、WiFi、WiMax、数字广播电视、光纤通信和深空通信等领域。2016年，LDPC码被采纳为第五代移动通信技术增强移动宽带场景下数据业务的编码方案。

(N,K)LDPC码是一类线性分组码，其码长为N，信息比特数为K。LDPC码通过一个大小为M×N的校验矩阵H描述。LDPC码的任一码字与其对应的校验矩阵H互为零空间。

原型图是一个小的二分图，它有一个变量节点和一个校验节点集合组成，其对应的双边邻接矩阵称为码字的原型图矩阵(基矩阵)，计为H_b。工业界常用的准循环(QC)LDPC是原型图码中的一种。当原型图的基矩阵H_b中的每个元素用一个Z×Z循环移位阵替换时，便得到一个QC结构的LDPC码，其中移位参数一般称之为偏移值，因此可以扩展出多个偏移值矩阵。对于一个由大小M_b×N_b的偏移值矩阵经Z扩展得到的LDPC码校验矩阵H，H矩阵的分块阵为大小Z×Z的单位置换阵或全零阵。3GPP为LDPC码定义了两个QC结构的原型图矩阵BG1和BG2，每个原型图矩阵由8个偏移值矩阵构成的集合组成，每个偏移值矩阵支持一组扩展因子。

Gallager在介绍LDPC码的同时给出了两种迭代译码算法：硬判决和软判决译码算法。硬判决译码算法即现在的比特翻转算法，译码复杂度低但性能较差。软判决译码算法主要是基于MacKay等人提出的置信传播译码算法，性能优于比特翻转算法，但复杂度高，硬件较难实现。在此基础上，归一化最小和(NMS)算法和偏移最小和(OMS)算法被提出，在译码性能和计算复杂度之间取得了一个较好的折中，其中NMS算法应用最为广泛。

LDPC码纠错能力受限于停止集和陷阱集。当特殊的低重量的错误模式出现时，会造成译码错误。

3GPP为LDPC码定义了两个QC结构的原型图矩阵BG1和BG2，BG2结构中间16行没有采用类似BG1的准正交设计，能够使得短码长低码率场景具有更好的性能。

发明内容

本发明的技术问题是，克服5G-NR系统短块长低码率LDPC码常规迭代译码方法错误平层不能满足通信系统对译码性能要求的问题，本发明提出了用于5G-NR系统短块长低码率LDPC码的修正译码方法。该方法基于常规迭代译码算法，对常规迭代译码输出的错误码字进行循环修正，有效降低了5G-NR系统短块长低码率LDPC码的错误平层。复杂度方面，循环修正算法的最大重复次数为5G-NR系统LDPC码的扩展因子Z，在错误平层出现的高信噪比情况下，对整体算法复杂度基本无影响。