基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法，包括：S1：计算初始化信息，并对初始化信息进行信息截断；S2：判断当前迭代次数与最大迭代次数大小，若当前迭代次数等于最大迭代次数，则退出迭代译码，否则进入步骤S3；S3：对处于处理子集M

Decoding method and device of multiple LDPC based on the division criterion of symbol reliability advantage node subset

The invention proposes a decoding method of multiple LDPC based on the division criterion of symbol reliability advantage node subset, which includes: S1: calculating initialization information and information truncation of initialization information; S2: judging the current iteration number and the maximum iteration number; if the current iteration number is equal to the maximum iteration number, exit the iterative decoding, otherwise enter step S3; S3: for those in Processing subset M

【技术实现步骤摘要】
基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法及装置
本专利技术属于信道编码领域，具体涉及一种基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法。
技术介绍
多元LDPC码由于其拥有相较于二元LDPC码更加优异的译码性能和在高阶调制信道上的天生优势，受到了信道编码领域学者们的广泛关注。多元LDPC码最初由Davey和MacKay提出，他们提出了一种定义在有限域GF(q)上的LDPC码，并相应的提出了适用于此多元LDPC码的译码方法，通常称为Q-arysum-product算法(QSPA)。多元LDPC码还因其能够避免错误平层问题，所以其在中短码长领域具有更加优秀的性能，但是由于直接实现QSPA算法的计算复杂度过高，这使得LDPC码很难在实际中进行应用。为了降低多元LDPC码的计算复杂度，Declercq等人在2007年提出了一种extendedmin-sum(EMS)算法，该算法通过对输入至校验节点的信息向量进行截短来减少校验节点的计算量。2012年，Ma等人用Trellis图对EMS算法进行重新描述(称为M-EMS算法)，同时还提出了两种M-EMS算法的改进算法，称为T-EMS算法和D-EMS算法，2013年，Zhao等人提出了一种μ-EMS算法。这些算法都是通过使用截断准则减少参与校验节点更新计算的向量长度来降低计算复杂度。除此之外，划分节点非处理子集也是一种降低算法计算复杂度的有效方法，相关工作包括Han等人在2013年提出一种改进的信息传递译码算法和Sun等人在2015年提出的一种基于自适应判决机制的可靠度迭代比例逻辑译码算法。2017年，孙友明等人提出了一种融合了节点子集和k阶信息截断两种截断机制的多元LDPC算法，该算法提出了一种新的节点子集划分准则，其利用与校验节点相邻的变量节点所判决符号的可靠度来划分校验节点子集，对于如何界定子集门限和如何进行子集划分还有待进一步研究。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法及装置。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法，用于信道编码，包括：S1：根据信道接收值y和给定的尺度因子ξ、量化比特数b、量化间隔Δ，计算初始化信息并使用信息截断准则对初始化信息进行信息截断；设置当前迭代次数iter＝0；首次迭代译码时，令所有的校验节点都处于检验节点处理子集M(l)中；S2：判断当前迭代次数iter与最大迭代次数itermax大小，若当前迭代次数iter等于最大迭代次数itermax，则退出迭代译码，输出译码结果，若当前次迭代次数iter小于最大迭代次数itermax则进入步骤S3；S3：根据对校验节点划分的结果，对处于检验节点处理子集M(l)中的校验节点进行更新，计算其外信息并对其进行信息截断；S4：根据中间节点的置换规则，对校验节点的外信息进行信息置换，得到中间节点传递给与之相邻的变量节点的信息S5：根据变量节点的更新规则，分别计算变量节点的后验概率信息和变量节点Vj传递给中间节点Hij的信息向量并对进行信息置换。S6：对于0≤j≤n-1，根据对每一个变量节点进行判决译码；S7：对判决译码的结果进行检验，若则译码结束，输出译码结果，否则进入步骤S8；S8：根据校验节点子集划分准则，将在下一次迭代中需要进行信息更新的校验节点划分至子集M(l)中，同时迭代次数iter＝iter+1，跳到步骤S2进行下一次迭代译码。可选地，对于一个给定的信道接收值y，通过以下方式来计算初始化信息的值；先计算对数域的似然信息式中，s(i)表示此有限域符号向量表示形式的第i个比特，Fq表示q阶有限域；根据量化间隔Δ＞0和量化比特数b＞1以及下列规则将对数域的似然信息量化成整数信息；式中，[x]为取整运算，表示取最接近x的整数。可选地，所述变量节点的更新规则为：变量节点Vj接收与之相连的中间节点Hij传递的信息并按照下列规则进行更新：变量节点Vj传递给中间节点Hij的外信息计算方式为：可选地，所述信息截断准则为：LV(s)表示对数域信息向量，FM＝{s∈Fq|LV(s)是M个最大值之一}，可选地，对校验节点进行更新，包括：分别定义两个向量αt＝(αt(0),αt(1),...,αt(q-1))和βt＝(βt(0),βt(1),...,βt(q-1))为前向迭代向量和后向迭代向量，其计算过程如下所示：前向迭代过程：设α0＝(0,-∞,...,-∞)，令dc表示第i个校验节点的度，接着对于0≤t＜dc-1和迭代计算：后向迭代过程：设令dc表示第i个校验节点的度，接着对于dc≥t＞1和迭代计算：外信息提取：对于0≤t≤dc-1和利用下式计算校验节点传递给中间节点的外信息：信息后处理：对于0≤t≤dc-1，计算：式中，ξ为一个尺度因子。可选地，所述中间节点的置换规则为：变量节点Vj的信息通过中间节点Hij传递给校验节点Ci的信息按照下式的进行置换：校验节点Ci的信息通过中间节点Hij传递给变量节点Vj的信息按照下式的进行置换：可选地，基于可靠优势度的校验节点子集划分准则对校验节点进行划分。可选地，可靠优势度表示对于某个变量节点而言，可靠度最大的码元符号相较于可靠度次大的码元符号在可能性上的优势程度；式中，max*表示向量中的次大值。可选地，基于可靠优势度的校验节点子集划分准则对校验和的校验节点进行划分，所述子集划分准则如下：所述校验节点划分为处理节点子集和非处理节点子集，处理节点子集中的校验节点具有的特点为其校验和不为零，或者其校验和为零，但是与之相邻的变量节点中有两个以上的变量节点的码元可靠优势度小于门限值Tc。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码装置，用于信道编码，包括：初始化模块，用于根据信道接收值y和给定的尺度因子ξ、量化比特数b、量化间隔Δ，计算初始化信息并使用信息截断准则对初始化信息进行信息截断；设置当前迭代次数iter＝0；首次迭代译码时，所有的校验节点都处于检验节点处理子集M(l)中；判断模块，用于判断当前迭代次数iter与最大迭代次数itermax大小，若当前迭代次数iter等于最大迭代次数itermax，则退出迭代译码，输出译码结果，若当前次迭代次数iter小于最大迭代次数itermax则进入迭代译码过程；校验节点更新模块，用于根据对校验节点划分的结果，对处于检验节点处理子集M(l)中的校验节点进行更新，计算其外信息并对其进行信息截本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法，用于信道编码，其特征在于，包括：/nS1：根据信道接收值y和给定的尺度因子ξ、量化比特数b、量化间隔Δ，计算初始化信息

【技术特征摘要】
1.基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法，用于信道编码，其特征在于，包括：
S1：根据信道接收值y和给定的尺度因子ξ、量化比特数b、量化间隔Δ，计算初始化信息并使用信息截断准则对初始化信息进行信息截断；设置当前迭代次数iter＝0；首次迭代译码时，令所有的校验节点都处于检验节点处理子集M(l)中；
S2：判断当前迭代次数iter与最大迭代次数itermax大小，若当前迭代次数iter等于最大迭代次数itermax，则退出迭代译码，输出译码结果，若当前次迭代次数iter小于最大迭代次数itermax则进入步骤S3；
S3：根据对校验节点划分的结果，对处于检验节点处理子集M(l)中的校验节点进行更新，计算其外信息并对其进行信息截断；
S4：根据中间节点的置换规则，对校验节点的外信息进行信息置换，得到中间节点传递给与之相邻的变量节点的信息
S5：根据变量节点的更新规则，分别计算变量节点的后验概率信息和变量节点Vj传递给中间节点Hij的信息向量并对进行信息置换。
S6：对于0≤j≤n-1，根据对每一个变量节点进行判决译码；
S7：对判决译码的结果进行检验，若则译码结束，输出译码结果，否则进入步骤S8；
S8：根据校验节点子集划分准则，将在下一次迭代中需要进行信息更新的校验节点划分至子集M(l)中，同时迭代次数iter＝iter+1，跳到步骤S2进行下一次迭代译码。


2.根据权利要求1所述的基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法，其特征在于，对于一个给定的信道接收值y，通过以下方式来计算初始化信息的值；
先计算对数域的似然信息



式中，s(i)表示此有限域符号向量表示形式的第i个比特，Fq表示q阶有限域；
根据量化间隔Δ＞0和量化比特数b＞1以及下列规则将对数域的似然信息量化成整数信息；



式中，[x]为取整运算，表示取最接近x的整数。


3.根据权利要求1所述的基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法，其特征在于，所述变量节点的更新规则为：
变量节点Vj接收与之相连的中间节点Hij传递的信息并按照下列规则计算变量节点的后验概率信息



变量节点Vj传递给中间节点Hij的外信息计算方式为：





4.根据权利要求1所述的基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法，其特征在于，所述信息截断准则为：



LV(s)表示对数域信息向量，FM＝{s∈Fq|LV(s)是M个最大值之一}，


5.根据权利要求1所述的基于码元可靠优势度节点子集划分准则的多元LDPC译码方法，其特征在于，对校验节点进行更新，包括：
分别定义两个向量αt＝(αt(0),αt(1),...,αt(q-1))和βt＝(βt(0),βt(1),...,βt(q-1))为前向迭代向量和后向迭代向量，其计算过程如下所示：
前向迭代过程：
设α0＝(0,-∞,...,-∞)，令dc表示第i个校验节点的度，接着对于0≤t＜dc-1和迭代计算：



后向迭代过程：
设令dc表示第i个校验节点的度，接着对于dc≥t＞1...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪元法，罗希伦，孙希延，付文涛，严素清，赵松克，李有明，符强，王守华，陈奇东，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45