[发明专利]基于Tanner图边调度策略的BP译码方法

说明书

本发明公开一种基于Tanner图边调度策略的BP译码方法，在译码过程中采用基于Tanner图边调度，进行并行传递，加快译码迭代速度。在校验节点更新部分，采用分集处理的方式，经过几次迭代译码之后，当校验方程不成立时，校验节点通过与其相邻的所有节点进行信息传递，提高校验节点的可靠度；当校验方程成立、校验节点可靠度小于可靠性阈值时，仅需与其相邻前w个LLR信息比较小的节点进行信息传递，降低部分计算复杂度；其余校验节点不再进行信息传递，算法的计算复杂度进一步降低，同时抑制LLR信息沿环的传播，误码性能得到提高。仿真结果表明，在信噪比为3.0dB时，EDBP算法的计算复杂度仅为BP算法的42％，计算复杂度得到了降低，且EDBP算法的误码性能优于Flooding算法。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于Tanner图边调度策略的BP译码(Edge-based Dynamic Scheduling for BP,EDBP)方法。

背景技术

LDPC码(Low Density Parity Check，LDPC)是一种线性纠错码，它可以由其校验矩阵唯一确定，且此矩阵是一个稀疏矩阵，因而它的码字之间具有很好的距离特性，它是迄今为止发现的最接近香农限的好码之一。随着计算机技术的飞速发展和硬件集成技术的提高，更由于LDPC码具有优异的纠错性能以及较小的译码错误概率和较低的译码复杂度，因此，国内外学者进行了广泛的研究，并且在很多通信标准中采用了LDPC码作为其中的一种前向纠错码(Forward Error Correct，FEC)，如CMMB、DTMB、DVB-S2和IEEE802.16e等。

在译码算法方面，最广泛应用的是LLR-BP译码算法。该算法每次迭代包括两部：校验节点的处理和变量节点的处理。在每次迭代中，所有校验节点从其相邻的变量节点处接收信息，处理后，在传回到相邻的变量节点；然后所有的变量节点进行相同的过程，最后变量节点收集所有可以利用的信息进行判决。此LLR-BP译码算法具有较好的误码性能，但其校验节点处的计算包含复杂的三角函数运算，硬件实现复杂度高，难以满足未来通信系统的需求。为此，Ueng Y L等人提出一种梳洗(Shuffled Iterative，SI)算法采用变量节点逐次更新进行译码，Huang H等人提出一种分层置信(Layer Belief Propagation，LBP)传播算法采用校验节点逐次更新进行译码，分析表明改进的这两种算法仅在一定程度上加快了消息迭代收敛速度。为了进一步减少译码迭代时间，Aslam C A等人分别对SI算法和LBP算法进行改进，提出了Shuffled-BP(SBP)译码算法，此算法是一种基于变量节点的串行消息传递译码算法，提高了译码收敛速度，但由于在实际工程实现采用的是半并行化处理，其误码性能有所降低。为了降低计算复杂度同时保持较高的误码性能，王亚忠等人提出了FLBP算法，引入函数f(x)来简化运算。FLBP算法虽然实现了降低LBP算法计算复杂度的目标，但是FLBP算法的译码性能也随之降低。故王亚忠等人继续将其改进为NLBP译码算法和OLBP误码算法，分别是通过引入校正因子α和偏移因子β改进FLBP算法中损失的误码性能。然而NLBP译码算法和OLBP译码算法误码性能仍旧有一定的损失。为了进一步提高误码性能，范亚楠等人又提出一种交叠的Shuffled-BP(Overlapped Shuffled-BP，OSBP)译码算法，此算法采用若干个相同的子译码器以不同的更新顺序同时进行更新，提高迭代的收敛速度，性能也得到提升，但是实现复杂度仍旧较高。

发明内容

本发明提供一种基于Tanner图边调度策略的BP译码方法，其能够在降低复杂度的同时提高译码效率。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

基于Tanner图边调度策略的BP译码方法，包括如下步骤：

步骤1、译码参数初始化，即初始化变量节点传递给校验节点的初始化消息、校验节点传递给变量节点的初始化信息、传递信息的边数k＝0和迭代次数为l＝1；同时设定最大迭代次数l_max和可靠性阈值τ；