[发明专利]纠错增强的置信度传播译码方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于无线通信系统中低密度校验码的译码方法，尤其是一种纠错增强的置信度传播译码方法。

背景技术

置信度传播译码方法被应用于低密度校验码(LDPC Codes)和涡轮码(Turbo Codes)的译码。译码的过程是在Tanner图中做消息传递。如果图中没有环，置信度传播译码方法是一种最大后验概率译码方法。而如果图中存在环，置信度传播译码方法是一种接近最大后验概率译码方法。具有好的最小码距特性的低密度校验码在图中存在很多短圈。一个码长较长的低密度校验码短圈存在的可能性相对较小。而码长较短的低密度校验码中大量短圈严重影响置信度传播译码的性能，使其远远差于最大似然译码的性能。

采用可靠度统计排序译码方法结合置信度传播译码方法能够有效减少短码的置信度传播译码与最大似然译码之间的性能差距。但是因为需要高复杂度的高斯消去和排序，可靠度统计排序译码很难实际应用。

发明内容

本发明提供一种纠错增强的置信度传播译码方法，可以取代可靠度统计排序译码方法。因为没有高斯消去和排序(每次只选一个变量节点时)，本发明方法的复杂度比可靠度统计排序译码方法大大减少。本发明方法可以达到与可靠度统计排序译码方法的同样的译码性能，并且可以通过调节树的层数和分支上的置信的传播译码循环次数控制译码器的复杂度和性能。

本发明方法的技术方案是：在初始置信度传播译码后级联纠错增强的置信度传播译码，其特征是先经过初始置信度传播译码，选择出需要纠错的变量节点(一个或多个)，强制给予这些变量节点大于当前值的值(正的或者负的足够稳定的值)，测试这些变量节点的正负值所有可能组合分支，在每一种组合分支上分别进行置信度传播译码，接下来在每一分支上再选出需要纠错的变量节点(一个或多个)，如此继续，这些选中的变量节点和分支构成了一棵译码树；采用不同的变量节点选择方法与译码树组合，构成不同的译码器；通过调节树的层数和分支上的置信的传播译码循环次数控制译码器的复杂度和性能。

变量节点的选择方法有以下三种：

方法1，步骤如下：

a)在置信度传播译码过程中，统计未被选择的变量节点的翻转次数；

b)置信度传播译码完成后，按照翻转次数由高到低，在未被选择的变量节点集合中选择变量节点。

方法2，步骤如下：

a)置信度传播译码完成后，在未被选择的变量节点中找出不满足约束的校验节点和与这些校验节点连接的所有变量节点；

b)统计每个找出的变量节点连接的不满足约束的校验节点个数(错误度数)，并找出最大错误度数。在未被选择的变量节点集合中找出满足错误度数＝最大错误度数的变量节点；

c)根据初始信道信息绝对值从小到大的顺序从以上变量节点中选择变量节点。

方法3，步骤如下：

a)在置信度传播译码过程中，统计未被选择的变量节点的翻转次数；

b)置信度传播译码完成后，按照翻转次数由高到低，在未被选择的变量节点集合中找出一个或者多个变量节点。如果最大翻转次数≥2，进入步骤f)；

c)在未被选择的变量节点中找出不满足约束的校验节点和与这些校验节点连接的所有变量节点；

d)统计每个找出的变量节点连接的不满足约束的校验节点个数(错误度数)，找出最大错误度数。在未被选择的变量节点集合中找出错误度数＝最大错误度数的变量节点；

e)根据初始信道信息绝对值从小到大的顺序从以上变量节点中找出变量节点；

f)选择已找出的变量节点。

译码树的译码过程，步骤如下：

步骤1：初始化，进行初始置信度传播译码；

步骤2：在到达的当前树节点上进行变量节点选择，有如下几种可能情况：

a)如果所有分支译码结束，进入步骤5；

b)如果置信度传播译码成功，或者到达叶结点(树的层数≥给定最大树层数)，该分支的译码结束；

c)除上面情况以外，使用变量节点选择方法1或者方法2或者方法3选择变量节点，强制给予这些变量节点大于当前值的值。

步骤3：测试这些变量节点的正负值所有组合分支，在每一分支上执行步骤4；

步骤4：在树的分枝上进行置信度传播译码，有两种选择：

a)初始化边信息进行置信度传播译码，同时为变量节点选择方法统计数据，进入步骤2；

b)保留上一步(当前节点处)边信息，继续进行置信度传播译码，同时为变量节点选择方法统计数据，进入步骤2。

步骤5：有如下可能选择：