[发明专利]重复累积码的译码方法

说明书

技术领域

本发明涉及现代数字通信的信道译码中重复累积码的译码方法，即RA (重复累积)码BP(置信传播)算法的实现，其中包含利用改进的坐标旋转计算 机结构和其它简单的电路结构实现复杂的对数函数、双曲正切函数及其反函 数。

背景技术

RA码以其编码和译码的线性时间复杂度而成为继LDPC码(低密度效 验码)之后的信道编码热点。LDPC码主要用于第四代移动通信、下一代卫 星数字视频广播标准以及中国移动多媒体广播中，而RA码可以用于传感器 网络、远程光通信系统等通信系统中。本申请人的前一个专利申请“多输入 多输出正交频分复用系统低密度校验码的译码方法”，利用传统坐标旋转计 算机结构来实现译码，本申请是RA码的译码方法，除了LDPC码和RA码 的应用范围不同之外，本申请初始化方法和上次也不同，更重要的是，本申 请利用了一种改进的坐标向量计算机结构来完成RA码的译码，在改进的坐 标向量计算机结构中，省去了传统坐标向量计算机结构中的模校正因子和大 部分查找表，使得RA码的译码电路更加简单。

RA码可以用Tanner图表示，如图1所示。RA码的译码方法为BP(置 信传播)算法，但是BP算法里面有复杂的对数函数、双曲正切函数及其反 函数，实现起来很复杂。这些复杂函数传统的实现方法是查找表，但是要想 有一定的精度需要很大的硬件资源。这里利用改进的CORDIC(坐标旋转数字 计算机)结构的相关运算来实现这些函数，可以以较低的复杂度准确实现这 些复杂函数，从而得到一种低复杂度的RA码译码方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种重复累积码的译码方法，该译码方法在基于置 信传播算法的基础上，运用改进的CORDIC(坐标旋转数字计算机)结构的相关 运算计算了译码中所需要的对数函数、双曲正切函数及其反函数，是一种简 单高效的RA译码方法。

本发明方法是这样实现的：

重复累积码的译码方法，基于置信传播原理，置信传播包括初始化、奇 偶节点y以及信息节点u到校验节点c的信息传递m[y，c]和m[u，c]、校验节点c 到奇偶节点y以及信息节点u的信息传递m[c，y]和m[c，u]、循环执行K次后对 信息节点u计算后译码，其特征是：对于初始化的对数函数、 校验节点c到奇偶节点y以及信息节点u的信息传递m[c，y]和m[c，u]的双曲正 切函数及其反函数，利用改进的坐标旋转数字计算机结构，将上述函数涉 及的旋转的角度离散化为固定值，然后利用这些固定值逐步偏转到所需要旋 转的角度，得到改进的坐标旋转数字计算机结构的差分方程，在该差分方程 中省去了传统坐标旋转数字计算机结构中的模校正因子和大部分查找表；

所述改进的坐标旋转数字计算机结构是将将传统的坐标向量计算机结 构中差分方程中的模校正因子转化为集合{2^-k|k＝0，1，…，n-1}中元素的表达 式，将模校正因子代入到差分方程中得到新的差分方程，根据集合 {2^-k|k＝1，2，…}的特性，可以将传统模校正因子中需要涉及的乘法运算转化为 移位运算，相当于省去了模校正因子。另外，可以根据精度的要求，对 arctanh(2^-i)进行泰勒展开，即arctanh(2^-i)≈2^-i，这样可以用2^-i代替arctanh(2^-i) 的大部分查找表都可以通过移位来实现，相当于省去了大部分查找表，由于 查找表所消耗的硬件资源很大，模校正因子所涉及的硬件电路也比较大，所 以改进的坐标向量计算机结构与传统的坐标向量计算机结构相比，大大节省 硬件资源。

将向量模式下和旋转模式下改进的坐标旋转数字计算机结构分别定义 为第一种和第二种坐标旋转数字计算机结构，则：初始化时的对数函数的计 算中，信道信息经除法器后输出依次经过加法器、减法器以及移位器得到一 个向量，以该向量为输入向量，经过第一种坐标旋转数字计算机结构后输出 结果即为校验节点初始化信息；