一種低復雜度的多元ldpc碼譯碼方法及譯碼器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種低復雜度的多元LDPC碼譯碼方法及譯 碼器。
【背景技術】
[0002] 隨著上世紀末稀疏圖碼以及迭代譯碼算法的興起，低密度校驗碼（LDPC碼）得到 了廣泛的研究和應用。同時，基于高階有限域GF(q) (q> 2)的多元LDPC碼憑借其相對二元 LDPC碼在中短碼長的性能優勢，尤其與高階調制相結合時的優異性能也引起了學術界的廣 泛研究。然而多元LDPC碼相對較高的譯碼復雜度削弱了它在性能上所具有的優勢。
[0003] 為了降低譯碼算法復雜度，Davey等提出了基于快速傅里葉變換（FFT)的 QSPA(FFT-QSPA)算法，降低了原始QSPA算法的復雜度。后來，Declercq和Fossorier提出 了一種擴展最小和（EMS)算法，進一步降低了譯碼復雜度。隨后人們提出的基于網格圖的 EMS(T-EMS)算法和一種簡化的最小和算法（SMSA)也在不同程度上降低了多元碼的譯碼復 雜度。但是這些軟判決的譯碼算法在對多元碼，尤其是對當q很大的多元碼進行譯碼時，其 復雜度對于實用的多元LDPC編碼調制系統還是太高，以致難以實現。
[0004] 基于可靠度量的譯碼算法是另一類有效的多元碼的譯碼算法，這類算法在性能與 譯碼復雜度之間取得了很好的折中，但是大部分基于可靠度量的譯碼算法只應用于二階調 制，對于多元LDPC編碼調制系統并不適用。針對多元LDPC編碼調制系統，王雪鵬和白寶明 提出了基于可靠度量的聯合迭代檢測-譯碼（IJDD)算法，該算法雖然具有極低的復雜度， 但相對QSPA算法損失了一定的性能，而且該算法只適用于高列重的多元碼，對列重較低的 多元碼譯碼并不合適。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種方法步驟 簡單、實現方便、能夠滿足高速高效的要求、能夠取得更好的譯碼性能和更寬泛的適用條件 的低復雜度的多元LDPC碼譯碼方法。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種低復雜度的多元LDPC碼譯 碼方法，其特征在于該方法包括以下步驟：
[0007] 步驟一、初始化循環次數為0 ;
[0008] 步驟二、信號檢測：信號檢測模塊對接收序列y按照最大似然判決準則進行硬判 決，得到與接收序列y相對應的發送序列X的最可能估計序列I1和次可能估計序列f2 ,并 計算接收序列y的可靠度量Ad;然后，對最可能估計序列^進行解映射得到最可能估計符 號序列Z1，對次可能估計序列I進行解映射得到次可能估計符號序列z2;最后，將接收序 列y的可靠度量Ad、最可能估計符號序列Z1和次可能估計符號序列z2傳送給變量節點， 并將最可能估計符號序列^傳送給譯碼停止模塊；
[0009] 步驟三、判斷循環次數是否達到了預設的最大循環次數，當循環次數未達到預設 的最大循環次數時，執行步驟四，否則，執行步驟五；
[0010] 步驟四、校驗輸出：譯碼停止模塊計算最可能估計符號序列^的校驗和，當校驗和 為全零向量時，執行步驟五，否則，執行步驟六；
[0011] 步驟五、將譯碼結果中的信息位輸出并結束譯碼循環；
[0012] 步驟六、變量節點進行傳送給校驗節點的信息更新：變量節點信息更新模塊根據 變量節點接收到的接收序列y的可靠度量Ad，選出與每個校驗節點相連的可靠度量最小 的變量節點，該變量節點給與其相連的校驗節點傳送最可能估計符號序列Z1和次可能估計 符號序列Z2，除該變量節點外的其他變量節點只給與其相連的校驗節點傳送最可能估計符 號序列Z1;
[0013] 步驟七、校驗節點進行信息更新：校驗節點信息更新模塊根據Chase-Iike譯碼算 法計算其返回給與其相連的各個變量節點的兩個估計符號，并將這兩個估計信號作為外信 息傳送給與其相連的各個變量節點；
[0014] 步驟八、變量節點進行傳送給檢測節點的信息更新，具體過程為：
[0015] 步驟801、變量節點信息更新模塊根據接收的外信息作為該變量節點符號的投票， 進行票數統計，并根據票數計算每個變量節點符號分別等于q個元素的概率向量P;其中，q為有限域的大小；
[0016] 步驟802、變量節點信息更新模塊計算出每個變量節點符號的累積概率向量p;
[0017] 步驟803、變量節點信息更新模塊根據每個變量節點符號的累積概率向量p得出 概率最大元素a_和概率次大元素a_，并計算出概率最大元素a_和概率次大元素a_對 應票數的差值Af;
[0018] 步驟804、將每個變量節點對應的信息對（amax，Af)傳送給檢測節點；
[0019] 步驟九、檢測節點進行信息更新：檢測節點信息更新模塊根據從變量節點接收到 的信息產生更新步長和更新方向，對所有變量節點對應的譯碼器接收值進行更新，然后，循 環次數自加1并返回步驟二。
[0020] 上述的一種低復雜度的多元LDPC碼譯碼方法，其特征在于：步驟二中計算接收序 列y的可靠度量Ad的方法為：首先，計算接收序列y的每個分量yj與最可能估計序列七 的每個分量All的歐式距離du，以及接收序列y的每個分量yj與次可能估計序列i2的每 個分量2的歐式距離d]i2;然后，計算歐氏距離du和du的差并取絕對值，得到接收序列 y的每個分量I的可靠度量Adj，取j為0~n-1之間的整數，得到接收序列y的可靠度量Ad= {Ad。，ACl1，…，AdnJ;其中，n為多元LDPC碼的校驗矩陣H的列數。
[0021] 上述的一種低復雜度的多元LDPC碼譯碼方法及譯碼器，其特征在于：步驟四中譯 碼停止模塊計算最可能估計符號序列Z1的校驗和的計算公式為：Sm =ZPht ,其中，；Zp為循環次數為k時的最可能估計符號序列，s(k)為循環次數為k時的最可能估計符號序列 zf的校驗和，Ht為多元LDPC碼的校驗矩陣H的轉置矩陣。
[0022] 上述的一種低復雜度的多元LDPC碼譯碼方法及譯碼器，其特征在于：步驟七中校 驗節點信息更新模塊根據Chase-like譯碼算法計算其返回給與其相連的各個變量節點的 兩個估計符號的計算公式為：
點&返回給與其相連的各個變量節點的第一個估計符號，即第一個外信息；Sa,1為循環次 數為k時校驗節點^返回給與其相連的各個變量節點的第二個估計信號，即第二個外信 息；Iilii為多元LDPC碼的校驗矩陣H中第i行第1列的非零元素，h為多元LDPC碼的校 驗矩陣H中第i行第1'列的非零元素，Illij為多元LDPC碼的校驗矩陣H中第i行第j列的 非零元素，A/UO為與校驗節點S1相連的變量節點索引集，為從變量節點索 引集M(0中除去元素j和元素1后的子集，if為循環次數為k時與校驗節點S1相連的 變量節點V1，的最可能估計符號，2|:)為循環次數為k時與校驗節點S1相連的所有變量節點 中可靠度量最小的變量節點V]的最可能估計符號，為循環次數為k時變量節點V]的次 可能估計符號；i為〇~m之間的自然數，m為多元LDPC碼的校驗矩陣H的行數；1為0~d。之間的自然數，d。為多元LDPC碼的校驗矩陣H的行重。
[0024] 上述的一種低復雜度的多元LDPC碼譯碼方法及譯碼器，其特征在于：步驟801 中變量節點信息更新模塊根據票數計算循環次數為k時每個變量節點符號分別等于q個
調器根據信道接收值得出的元素a的概率，為循環次數為k_l時變量節點符號等 于元素a的累積概率，/< ^vv)表示循環次數為k時變量節點符號等于元素w的累積概率， O)表示循環次數為k_l時變量節點符號等于元素w的累積概率，w為大小為q的有 限域中的元素。
[0026] 上述的一種低復雜度的多元LDPC碼譯碼方法及譯碼器，其特征在于：步驟九中檢 測節點信息更新模塊根據從變量節點接收到的信息產生更新步長和更新方向，對所有變量 節點對應的譯碼器接收值進行更新的具體過程為：