一种ldpc码加权比特翻转译码算法的混合提前停止迭代方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种LDPC码加权比特翻转译码算法的混合提前停止迭代方法。
【背景技术】
[0002] 低密度奇偶校验（Low-density Parity-check, LDPC)码在移动通信、深空通 信和光通信等领域具有重要的应用前景；LDPC码作为一类线性分组码，是由其校验矩 阵来定义的；通常可基于摄影几何（Projective Geometry，PG)的点和线和渐近边增长 (Progressive Edge-Growth，PEG)算法来设计校验矩阵；二者可分别记为PG-LDPC码和 PEG-LDPC 码。
[0003] LDPC码的典型译码算法包括三类：具有最低实现复杂度对应最差译码性能的比 特翻转（Bit Flipping, BF)算法；具有较高实现复杂度且译码性能优异的和积算法；实现 复杂度和译码性能介于BF算法和和积算法之间的加权比特翻转（Weighted BF，WBF)算法； 第一种WBF算法将校验节点邻接的信息节点的最小幅度作为双极性校验子的权重，其译码 步骤可归纳为：
[0004] 步骤一：设定迭代次数k的初值为1，终值为Kmax。取MXN的校验矩阵H，计算校验 矩阵H中信息节点的权重〇mn: 其中M表示校验位长度，m e [1，M]，N表示 码长，n e [1，N]，A (m)表示校验矩阵H的第m行中元素为" 1"的位置构成的集合，rn表示 信道接收序列r = Cr1,…，rn,…，rN)的第η个元素。
[0005] 步骤二：按照"如果rn> 0,则ζ n= 1 ;如果r η< 0,则ζ η= 0"的判决规则对信道 接收序列r进行硬判，设判决后的序列为Z= (Zp-^zn，…，ζΝ)，其中zne {〇，1}。利用信 道硬判决序列2计算伴随式8:8={81，1^81]1，1^1 1}=2纪，具体来讲~=(2^(,"6)?1?12;
[0006] 步骤三：判断s的值，如果s为零，则输出z，转入步骤六；如果s不为零则转入步 骤四；
[0007] 步骤四：根据公SEn= Σ meB(n)(2sm-l) (^计算各个信息节点的翻转函数，其中 B (η)表示H的第η列中元素为"1"的位置构成的集合，Sm表示伴随式s的第m个元素。找 出翻转函数的值最大的信息节点，对该信息节点在z中对应的比特位进行翻转，得到新的 Z，转入步骤五；
[0008] 步骤五：利用步骤四得到的z重新计算伴随式s。如果s全零，则停止迭代，输出 Z，转入步骤六；如果S非全零，但k彡Kmax，也停止迭代，输出Z，转入步骤六。否则k = k+1， 跳至步骤四。
[0009] 步骤六：译码结束。
[0010] 此后，改进型WBF (Modif ied WBF, MWBF)算法和改善的改进型WBF (Improved Modified WBF，IMWBF)被相关学者相继提出，表1给出了上述三种算法的权重和翻转函数 计算方法。
[0011] 表1三种WBF算法的权重和翻转函数计算方法比较
[0012]
【主权项】
1. 一种LDPC码加权比特翻转译码算法的混合提前停止迭代方法，包括W下步骤：S1.对信道接收序列r=h，…，r。，…，叫）进行硬判决，硬判决规则为；"如果r。^ 0,则Z。 =1 ;如果0,则Zn= 〇";S2.得到判决后的序列为Z= (Z。…，Z。，…，Zn)，然后再对Z 译码，其中Z"G{0, 1}，1《n《N，N表示码长；其特征在于；所述的步骤S2包括W下子步 骤：
521. 设定迭代次数k的初值为1，终值为Km"，取MXN的校验矩阵H，计算校验矩阵H中 信息节点的权重?? : 哉JV,,{材} '其中M表示校验位长度，mG[1，M]，A(m)表示H的 第m行中元素为"1"的位置构成的集合，A(m)\n表示集合A(m)中除去n后剩余的其他 兀素；
522. 利用Z计算伴随式
523. 判断伴随式sk-i的值； (1)当sW= 0时，输出Z，跳转至步骤S27 ; 似当sk-i声0时，转入步骤S24 ;
524. 计算各个信息节点的翻转函数片：
其中1《n《N， B(n)表示H的第n列中元素为"1"的位置构成的集合，a为待优化的加权因子；
525. 求出翻转函数的最大值
(1) 当MAX>0时，执行比特翻转操作2。= (z"+l)mod2,得到比特翻转后的Z，其中 "=ar扛" =MA5^姻巧专至步骤S26 ; (2) 当MAX《0时，执行比特翻转操作z"= (z"+l)mod2,得到比特翻转后的Z，利用比 特翻转后的Z计算翻转后的伴随式sk的汉明重量； (2-1)如果Ssk< 表明执行比特翻转操作后伴随式的汉明重量减小，即翻转操 作能使不满足校验的方程的个数减小，则跳至步骤S26 ; (2-2)如果表明执行比特翻转操作后伴随式的汉明重量不变或增大，即 执行翻转操作不能使不满足校验的方程的个数减小，则立即停止迭代，输出执行比特翻转 操作前的Z，跳转至步骤S27;
526. 利用步骤S25得到的比特翻转后的Z计算比特翻转后的伴随式sN (1) 如果sk全零，则停止迭代，输出比特翻转后的Z，并跳转至步骤S27 ; (2) 在sk非全零，并且k>K。"时，停止迭代，输出比特翻转后的Z，并跳转至步骤S27 ; (3) 在sk非全零，并且k<Km"时，k=k+l，跳至步骤S24 ;S27.译码结束。
【专利摘要】本发明公开了一种LDPC码加权比特翻转译码算法的混合提前停止迭代方法，包括步骤S1进行硬判决和步骤S2对硬判决后的序列进行译码，所述的步骤S2包括以下子步骤：S21初始化；S22计算伴随式；S23判断伴随式的值是否为0；S24计算翻转函数；S25计算翻转函数最大值，并联合判断翻转函数最大值的符号和翻转后伴随式的汉明重量变化；S26判断翻转后伴随式是否全零以及迭代次数是否小于终值；S27译码结束。本发明提供一种了LDPC码加权比特翻转译码算法的混合提前停止迭代方法，能提升正确判别的概率，进而降低译码性能损失，在运用于IMWBF算法时不会带来译码性能损失。
【IPC分类】H03M13-11
【公开号】CN104796159
【申请号】CN201510226241
【发明人】张高远, 文红, 谢远鹏, 李腾飞, 周亮
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月6日