[发明专利]一种部分循环冗余校验辅助的自适应置信传播译码方法

说明书

本发明公开了一种部分循环冗余校验辅助的自适应置信传播译码方法，译码前，根据CRC的生成多项式形成生成矩阵，进而求出其校验矩阵，并将该矩阵分成两部分，一部分用于检测译码结果，另一部分用于辅助译码；将辅助译码的部分CRC校验矩阵和LDPC码的校验矩阵组合得到联合校验矩阵；译码过程主要采用CRC辅助的自适应置信传播译码CA‑ABP方法，联合校验矩阵用作ABP算法中的译码矩阵。译码输出码字满足联合校验矩阵通过后，对码字的信息位再做CRC校验，如果满足，则作为有效译码输出；否则判决为译码失败。该方法在保留部分CRC校验功能的同时显著增强了LDPC码的译码性能。

技术领域

本发明涉及信道纠错编码的译码技术领域，尤其是一种部分循环冗余校验辅助的自适应置信传播译码方法。

背景技术

1.循环冗余校验码

循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)码是一种信道编码技术，可根据比特流或二进制文件等数据生成简短的冗余比特校验码。它主要用于校验或检查数据在传输或储存之后可能发生的错误。循环冗余校验码是一种非常重要的检错码，它不但编码简单，而且误判概率很低。CRC本质上是将长度为K的序列，编码为新的长度为K+L的码字，其中L表示生成多项式的最高次数。而接收机可以根据相同的数据执行相同的计算，由此来判断传输过程是否发生错误。CRC主要的作用是来检测错误，但是对码字本身没有纠正能力。其编码步骤如下：

设输入序列长度为K，表示为二进制多项式：

u(x)＝a_K-1x^K-1+a_K-2x^K-2+…+a₁x+a₀；

循环冗余校验的生成多项式为：

g(x)＝g_Lx^L+g_L-1x^L-1…+g₂x²+g₁x+g₀；

发射端的编码步骤为：

步骤1：在输入序列尾部添加L个零，对应的二进制多项式表示为x^L·u(x)；

步骤2：用生成多项式g(x)除u(x)，得到余式v(x)，该式对应的长度为L的二进制序列即为CRC冗余；

步骤3：根据x^L·u(x)和v(x)，可得x^L·u(x)+v(x)，该式对应的长度为K+L的二进制序列即为CRC编码结果。

接收端在译码时只需用相同的生成多项式除接收序列对应的二进制多项式。如果余式为零，则表示初始过程没有发生错误，将接收序列的最后L位去掉即为原始信息序列；否则表示传输发生错误。

2.低密度奇偶校验码

2.1简介

低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码是一种线性分组码，可以用Tanner图和校验矩阵来表示，其校验矩阵中非零元素的个数远远的小于零元素的个数。由于其具有逼近香农极限的优越性能，引起信道编码领域的极大关注，目前LDPC码在移动和深空通信等领域得到广泛的应用，并具有十分重要的应用前景。对于规则的LDPC码，其每行与每列含有非零元素的数量一致，其中，每列(行)中非零元素的个数称为列(行)重。LDPC码字经过信道传输后，接收端要对其进行信道译码，5G-NR中采用的LDPC译码算法为置信传播(Belief Propagation,BP)算法。

2.2低密度奇偶校验码的迭代软判决译码