[发明专利]一种高效的变量节点选择顺序方法

说明书

本发明公开了一种高效的变量节点选择顺序方法，包括根据信道条件确定预测迭代次数，接着初始化生成变量节点更新顺序向量数组，保证每次更新一个变量节点都能利用到当前最多的更新信息，所述的当前最多的更新信息是指变量节点被选中之前所被更新的次数，次数越多表示选择该变量节点能利用到当前最多的更新信息。本发明所提出的变量节点选择顺序的Shuffled BP算法较传统的Shuffled BP算法提升了40％‑50％的收敛速度，对于规则LDPC码能提升15％‑20％的收敛速度。

技术领域

本发明涉及通信信道编码领域，具体涉及一种适用于LDPC分层译码算法中的一种高效的变量节点选择顺序方法。

背景技术

LDPC码在目前的信道编码领域仍占据着重要的位置，大部分科学研究都是有关对LDPC码的研究，因为LDPC码已经确认将应用于第五代移动通信系统中，从而继续对LDPC码进行编译码算法的改进及其他相关研究仍然具有重要的意义。

LDPC码译码算法中应用最为广泛的是置信度传播(Belief-Propagation，BP)算法，而传统的BP算法采取的是一种并行消息传递机制，即每次迭代译码都是先并行计算所有校验节点的信息，接着并行计算所有变量节点的信息，这种BP算法在收敛速度并不能满足人们的需求，且并行计算消耗巨大的硬件资源。故研究者们开始把研究重点转向串行消息传递机制的译码算法，如Juntan Zhang和Marc Fossorier提出一种Shuffled BP译码算法，这是一种分层译码算法。其主要思想是在每次迭代中一次更新一个变量节点，然后更新与该变量节点相连的校验节点，这种机制使得在一次迭代中刚刚更新过的消息能够参与到本次迭代中的其他消息的更新中去，从而其收敛速度能达到传统BP算法的两倍，而且串行计算实现不需要占用大量的硬件资源。

有研究发现，Shuffled BP算法的一次迭代中变量节点的更新顺序在一定程序上影响着整体译码的收敛速度。针对这个问题，2015年Ghaudhry Adnan Aslam针对非规则LDPC码提出一种特定的变量节点更新顺序，使得Shuffled BP算法的收敛速度得到一定的提升，该算法是根据变量节点度的大小来生成这种特定的变量节点更新顺序。2017年Ghaudhry Adnan Aslam又提出了一种能同时适用于规则码与非规则码的变量节点更新顺序，该更新顺序每次在更新一个变量节点时都能利用到当前最多的更新消息，这使得Shuffled BP算法的收敛速度再度得到提升，为了继续提升Shuffled BP算法的收敛速度，本发明在Ghaudhry Adnan Aslam所提出的算法的基础上另提出LDPC分层译码算法中一种高效的变量节点选择顺序。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种高效的变量节点选择顺序方法。

本方法从整个算法执行的角度出发，即考虑多次迭代情况，而不限定于单独一次迭代，保证接收码字在译码时每次更新一个变量节点都能利用到当前最多的更新信息。在中等信噪比和高信噪比的信道下，对于非规则LDPC码，加入本发明所提出的变量节点选择顺序的Shuffled BP算法较传统的Shuffled BP算法提升了40％-50％的收敛速度，对于规则LDPC码能提升15％-20％的收敛速度。

本发明采用如下技术方案：

本发明首先会对信道条件进行估计，根据信道条件确定预测迭代次数，接着初始化生成变量节点更新顺序向量数组，保证每次更新一个变量节点都能利用到当前最多的更新信息，所述的当前最多的更新信息是指变量节点被选中之前所被更新的次数，次数越多表示选择该变量节点能利用到当前最多的更新信息。本发明为译码过程的每一次迭代各生成一组变量节点选择顺序，后续的Shuffled BP算法依次按照迭代次数的不同，将利用对应各组的变量节点选择顺序进行分层译码。

一种高效的变量节点选择顺序方法，包括如下步骤：