专利名称：一种低密度奇偶校验的译码方法
技术领域：
本发明涉及通讯技术领域，具体地说，是涉及一种低密度奇偶校验(LDPC) 的译码方法。
背景技术：
无线通讯领域正在发展很多面向未来的先进技术，这些先进技术的使用将大 大增强无线通讯系统的性能和功能。其中LDPC信道编译码技术是近年来全球的 热点研究新技术，理论研究表明1/2码率的LDPC码在二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)调制下的性能距信息论中的Shannon限仅差 0.0045dB，是目前距Shannon限最近的纠错码。LDPC码与高效调制相结合，能 满足下一代移动通信高速数据大容量传输的迫切需求，丰富大家的学习和娱乐生 活。
LDPC码的构造特殊之处在于它的奇偶校验矩阵H是稀疏矩阵，即H矩阵中 非零元素(用l表示)个数远远小于零元素个数。由于LDPC码的校验矩阵的超 稀疏特性，使其存在高效的译码算法，其简化译码算法的复杂度与码长成线性关 系，这就为长LDPC码的应用奠定了基础。设LDPC码校验矩阵H为MXN阶的矩 阵，如图1所示，用二部图来表示，左边有N个变量节点，分别为A， A，， x12，对应校验矩阵的列；右边有M个校验节点，分别为a， b, c， d， e, f，对应 于校验矩阵的行。与校验矩阵中"1"元素对应的左右两个节点之间用1条边相 连。LDPC译码的过程就是在变量节点和校验节点之间进行置信迭代的过程。
现行的LDPC码的译码方法最常用的是对数域上的置信传播(BP)算法，即 将BP算法转换到对数域上进行，这样可以极大地减少乘法运算的次数，适合于 实际的运用。此时译码消息看成是对码字中信息比特的估计，包括符号和可信度 两部分。
1) 消息的符号，表示对信道中传输信息比特的估计是(+ )还是(一)。
2) 消息的绝对值，即可信度，表示该消息对信息比特估计的可靠程度。
3) 消息集中的O表示可檫除符号，即表示该比特取0或1的概率相等。
3其译码流程图如图2所示，主要步骤如下
步骤201:设定最大迭代次数，并根据信道信息对各变量节点进行初始化。
具体实现方法为Z,-ZL^-2^/0"2,其中K为信道输出，0"2为噪声方差。
步骤202:进行迭代运算，计算当前校验节点到变量节点的似然比值，其似 然比值计算公式为-
《)=(FK,( 2XAw))
式中各项表达式意义如下
厂m" 1加/j 1
O(x) = — 1og(tanh(;c/ 2)) = log-
其中k表示当前迭代次数，"、iV(m)^表示"'属于除第n个比特以外的参 与校验方程m的其它几个比特变量。
步骤203:计算当前变量节点到校验节点的似然比值并计算其后验概率，当 前变量节点到校验节点的似然比值具体计算公式为
柳 W 加rt
式中/n' e M(") \ w表示加'属于除第m个校验以外比特n参与的其它校验节 点。码字的对数似数比，即变量节点的后验概率的计算公式为
式中w' eM(n)表示w属于全部的校验节点。
步骤204:判决并生成译码结果X，后验概率大于0，判断当前比特为0; 后验概率小于0，判断当前比特为l，得出译码结果X。
步骤205:对译码结果进行验证判断X*H=0是否成立，成立则结束迭代 循环，输出码字；不成立则执行步骤206。
步骤206:判断是否达到最大迭代次数，是则结束迭代循环，输出码字；否
4则执行步骤207。
步骤207:迭代次数加l，并转到步骤202继续进行迭代运算。
这种算法译码时间较长，特别是校验节点的计算耗时较长，所以急需寻求一 种简单快捷的算法，以减少译码时延。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种简单、可行的LDPC译码方法。
本发明所述LDPC译码方法，包括设定最大迭代次数，并对各变量节点进行 初始化；进行迭代运算，利用公式
《)=(n"柳')①(z啡"))
计算当前校验节点到变量节点的似然比值，计算当前变量节点到校验节点的似然 比值及后验概率，根据后验概率判断当前比特的值，得到译码结果；对译码结果 进行验证以及判断是否达到最大迭代次数，若是，则输出码字，否则，迭代次数 加l后继续进行迭代运算；所述
对各变量节点进行初始化时采用如下公式
其中，h为信道输出；
计算当前校验节点到变量节点的似然比值时，采用修正的最小和积算法计算 O ( XO (- .))，计算公式为
' 附/1
<formula>formula see original document page 5</formula>
其中，A为修正系数，A与LDPC码的校验矩阵H的行重量有关系。 所述修正系数A的取值范围为0. 6 0. 9。
本发明采用了简化算法，尤其是校验节点的计算的简化，大大提高了运算的 速度，从而使得LDPC译码的软件实现成为可能。
图1是LDPC码的二部图2是现有LDPC译码流程图；图3是本发明LDPC译码流程图。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明。
在本例中，假设规则LDPC码码长为9216，码率为1/2，行重为6，列重为3，校验矩阵H大小为(4608， 9216)，修正系数A为0.85。其具体实施步骤如图3所示
步骤301:设置最大迭代次数，用信道输出A对4608X6=9216X3=27648个节点进行初始化。由于列重为3，且相同的比特的初始信息相同，所以初始信息需赋值3次。
步骤302:进行迭代运算，釆用修正的最小和积算法，对当前校验节点到变量节点的似然比值进行计算。对每一次校验节点的计算，则根据校验矩阵H每行的列数，取相应的6个节点。设6个节点似然对数比值的绝对值分别为xi、A、 A、 &、 A、 &。其对应的符号位(+ )或(一)分别为"u "2、 "3、a4、 "5、 a6。
步骤302h先计算六个符号位的值，艮P:
^23456 =fl2Xa3Xa4X0f5Xa6;O腦= 一^04乂^(一6;ai2456 = & X a2 X flf4 X fl(5 X fl6 ; fl12356 = fl! X a2 X fl(3 X a5 X fl6 ;"12346 = ^ X <32 X a3 X fl4 X 06 ;012345 = fl! X fl2 X fl(3 X fl4 X fl5 ;
步骤3022:计算六个节点的""值，艮P:x23456 = min(x2, x3, x4, x5, jc6 ); x13456 = min(X ， x3 ， x4 ， x5 ， x6);^2456 = min(A ， x2 ， x4 ， x5 ， x6); x12356 = min(X ， jf2, x3 ， x5, ;t6);x扁=min(xi, x2, 、 ， x4, ;c6 ) ; ac12345 = min(X ， ac2 ， x3, x4, ac5);步骤3023:把由步骤3021所得的符号位和由步骤3022所得的相应的>9,.值相乘，然后乘以修正系数，得到的值即校验节点到变量节点的似然比更新值。
步骤303:计算当前变量节点到校验节点的似然比值和变量节点的后验概
率
设同一比特的变量节点似然值分别为^、 62、 63，则对这三个节点的更新值分别为
丄丄《0)+62+63， Hi f)+h+63， Z丄《o)+Z^+62
而变量节点的后验概率的计算，则是对同一比特的3个变量节点似然比值与信道初始信息求和，即LWC+^+^+h 。
步骤304:根据步骤303所得的后验概率进行判断。大于O的判断该比特为0，小于0的判断该比特为1，得出译码结果X，也就是9216个比特的估计值。
步骤305:对译码结果进行验证判断乂*11=0是否成立，成立则结束迭代循环，输出码字；不成立则执行步骤306。
步骤306:判断是否达到最大迭代次数，是则结束迭代循环，输出码字；否则执行步骤307。
步骤307:迭代次数加l，并转到步骤302继续进行迭代运算。
前面提供了详细的实施例的描述，以使得本领域的任何技术人员可以使用或者利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的。
例如对校验节点符号位和最小值的算法，可以有各种不同的方法，本发明只指出算法原理。因而本发明不限于上述实施例，凡与本发明所揭示的原理类似的实施，均在本发明的保护范围内。
权利要求
1、一种低密度奇偶校验译码方法，包括设定最大迭代次数，对各变量节点进行初始化；进行迭代运算，利用公式计算当前校验节点到变量节点的似然比值，计算当前变量节点到校验节点的似然比值及后验概率，根据后验概率判断当前比特的值，得到译码结果；对译码结果进行验证以及判断是否达到最大迭代次数，若是，则输出码字，否则，迭代次数加1后继续进行迭代运算；其特征在于，包括对各变量节点进行初始化时采用如下公式其中，yn为信道输出；计算当前校验节点到变量节点的似然比值时，采用修正的最小和积算法计算计算公式为βmn′>0，1>A>0其中，A为修正系数。
2、如权利要求1所述的低密度奇偶校验译码方法，其特征在于，所述修正 系数A的取值范围为0. 6 0. 9。
全文摘要
本发明涉及一种低密度奇偶校验的译码方法，包括设定最大迭代次数，用信道输出初始化各变量节点；进行迭代运算，采用修正的最小和积算法计算当前校验节点到变量节点的似然比值，计算当前变量节点到校验节点的似然比值及后验概率，根据后验概率判断当前比特的值，得到译码结果；对译码结果进行验证以及判断是否达到最大迭代次数，若是，则输出码字，否则，迭代次数加1后继续进行迭代运算。本发明采用了简化算法，尤其是校验节点的计算的简化，大大提高了运算的速度，从而使得低密度奇偶校验译码的软件实现成为可能。
文档编号H03M13/00GK101465652SQ20071012518
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者恒 孙 申请人:中兴通讯股份有限公司