[发明专利]一种分层的RCM译码方法和系统

说明书

本发明公开了一种分层的RCM译码方法，属于速率自适应无线通信技术领域。本发明技术方案具体为：将准循环RCM映射矩阵视为M_b个水平层的串联，在每一次迭代过程中，译码器从上到下依次译码M_b个水平层，每一层的q个符号节点由q个符号节点单元SNU并行处理，每一层更新的后验概率值APP会被垂直传递到属于相同变量节点的所有其他未处理层。本发明还实现了一种分层的RCM译码系统。本申请方法能加快译码的收敛速度并且能够节省硬件实现中的内存开销，相比于传统的RCM译码方法，采用本发明技术方案能够设计出具有更高译码吞吐率的RCM译码器，从而推动RCM在无线通信系统中的应用。

技术领域

本发明属于速率自适应无线通信技术领域，更具体地，涉及一种分层的RCM译码方法和系统。

背景技术

在无线传输系统中，为了提高时变信道下的频谱效率，需要根据信道条件进行传输速率的自适应调节，从而在保证信息可靠传输的前提下尽可能地提高信息传输速率。基于RCM技术设计的速率自适应传输系统，无需准确、及时的信道状态信息，即可实现无缝平滑的盲速率自适应传输，且可以在很大的信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)范围内获得贴近信道容量的频谱效率。

基于RCM实现的速率自适应的基本原理为：发送端对信息比特进行RCM编码后生成一定数量的RCM编码符号，并将其中部分编码符号经过无线信道发送给接收端；接收端尝试利用接收的符号进行译码，并将译码结果反馈给发送端；如果译码成功，本次传输结束；如果译码失败，那么发送端将补发部分编码符号；接收端再累积所有接收的符号进行译码并反馈译码结果，由于参与译码的符号数量增加，译码成功的概率将随之增大；如此往复，直至接收端译码成功或者达到最大传输符号数为止。无线信道条件越好，接收端成功译码所需的符号数越少，系统的传输效率越高；反之，传输效率越低。

RCM使用一个稀疏映射矩阵对信息比特进行加权求和后得到编码符号，使用基于Tanner图的置信传播(Belief Propagation，BP)算法进行迭代译码。传统的RCM-BP译码算法收敛速度太慢，且需要存储每次参加更新的所有节点的信息，内存开销过大，限制了RCM在高速无线通信中的应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种分层的RCM译码方法和系统，其目的在于将RCM的符号节点分为多个水平层，在每一次迭代中，同一层中的符号节点并行处理，不同层之间从上到下依次处理。由于最近的迭代信息可以被立即用于接下来各层的处理，本发明提出的方法能加快译码的收敛速度并且能够节省硬件实现中的内存开销。

为实现上述目的，本发明提供了一种分层的RCM译码方法，所述方法具体为：将准循环RCM映射矩阵视为M_b个水平层的串联，在每一次迭代过程中，译码器从上到下依次处理M_b个水平层，每一层的q个符号节点由q个符号节点单元SNU并行处理，每一层更新的后验概率值APP会被垂直传递到属于相同变量节点的所有其他未处理层。

进一步地，所述方法具体包括以下步骤：

(1)在第t次迭代的第m层中，变量节点x_i传递给符号节点s_j的信息值由上一次迭代中的符号节点s_j传递给变量节点x_i的信息值与上一层中的APP值计算得到：

(2)定义

其中，表示与符号节点s_j相邻的变量节点的集合，表示集合去除变量节点x_i所构成的新集合；w_i'j表示第i′个变量节点x_i'与第j个符号节点s_j相连边的权重值；w_i'jx_i'表示第i′个变量节点的加权；