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专利号: 2022110860136
申请人: 武汉纺织大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于匹配追踪的LDPC码的比特翻转译码方法,其特征在于:当伴随式残差不为零时,所述的译码方法包括:采用多个译码模块协同工作来降低误配;对于每个译码模块,采用内积最大为准则进行初次匹配,在二次匹配中引入可信度,并以可信度最大为准则进行二次匹配;对二次匹配选出的原子进行误配检测;对有误配和无误配进行分类处理;迭代完成后,对多个译码模块综合处理,确定译码输出码字;具体译码过程包括以下步骤:步骤1,计算伴随式和译码初始化;

步骤2,计算每个译码模块残差与校验矩阵每一原子的內积;

步骤3,以内积最大为准则进行初次匹配;

步骤4,以可信度最大为准则进行二次匹配;

步骤5,检查每个译码模块是否存在误配;

步骤6,有误配时的操作与处理;

①还原残差;②将新选出原子的序号从差错列表中删除;③并将该原子的可信度减小;

然后重复步骤4‑6;

步骤7,无误配时进行残差与差错位置列表更新;

步骤8,综合所有译码模块确定差错位置列表;

步骤9,比特翻转并输出码字。

2.根据权利要求1所述方法,其特征在于:步骤1具体实现方式如下:根据接收码字和校验矩阵计算伴随式,并以此伴随式为残差初值对译码器模块进行初0

始化,即 其中r是残差的初始值,H是m×n校验矩阵,接收码字 为一行向量,为 的转置;两译码模块差错位置列表初值为空 可信度初值为 设置最大迭代次数为t。

3.根据权利要求2所述方法,其特征在于:步骤2中计算残差与校验矩阵每一原子內积的具体过程为:当残差不为零时,计算残差与校验矩阵每一原子的內积,第一次操作两译码模块残差相同,即 在后续第k轮迭代过程中,每个译码模块均有不同的残差,分别为 和在第k轮迭代中,两个译码模块残差 和 与校验矩阵第i列hi的內积的计算公式为:其中,1≤k≤t,t为最大迭代次数,符号<,>表示求两个向量的內积运算,内积和 均为n维行向量,hj,i表示原子hi的第j个元素,即校验矩阵H第j行第i列的元素。

4.根据权利要求3所述方法,其特征在于:步骤3中以内积最大为准则进行初次匹配的具体过程为:选出使內积最大的原子作为初次匹配的原子,记录这些原子在校验矩阵中的序号,并将本次选出原子对应的可信度加1;在第一次操作中,每个译码模块的初次匹配的原子相同,选出原子的可信度也一样;

在第k轮迭代中,对于译码模块I,从内积 中找出一组内积最大的值 其中 并记录其序号向量(α,…,β,…,γ),对应的原子为(hα ,…,hβ ,…,hγ),并将这组序号对应的可信度加1,即组成可信度向量同理,译码模块II初次匹配选出的原子为(hx,…,hy,…,hz),对应的序号为(x,…,y,…,z),相应的可信度加1,如 组成可信度向量

5.根据权利要求4所述方法,其特征在于:步骤4中以可信度最大为准则进行二次匹配的具体过程为:对于译码模块I,从可信度向量 中选出可信度值最大的一组对应的原子为(Hδ,…,Hε,…,Hλ),序号为(δ,…,ε,…,λ),译码模块I选择首个原子为最佳匹配,首个原子是序号为δ的原子Hδ;译码模块II从可信度向量 中,选出可信度值最大的一组对应的原子为(Hp,…,Hq,…,Hs),序号为(p,…,q,…,s),译码模块II总是选择最后一个原子为最佳匹配,进行后续译码操作,最后一个原子是序号为s的原子Hs。

6.根据权利要求5所述方法,其特征在于:步骤5中检查每个译码模块是否存在误配的具体过程为:在第k轮迭代中,检查两个译码模块选出的原子Hδ和Hs是否存在误配,对于译码模块I,如果 则存在误配;如果 则认为没有误配;对于译码模块II,如果则存在误配;如果 则认为没有误配,初值 第1次迭代不存在误配。

7.根据权利要求6所述方法,其特征在于:步骤6中有误配时的操作与处理的具体过程为:在第k轮迭代中,对于任何一个译码模块,根据匹配挑选出来的原子Hδ或Hs列和上一轮的残差 或 更新残差 或 更新差错位置列表 和 以及可信度 和 方法如下:

其中符号 是模2和运算,{δ}表示仅包含元素δ的集合, 表示从集合 中去掉元素δ,dc为校验节点的度或度的平均值。

8.根据权利要求7所述方法,其特征在于:步骤7中无误配时残差与差错位置列表更新的具体过程为:在第k轮迭代中,对于任何一个译码模块,在无误配时,根据匹配挑选出来的原子Hδ或Hs列和上一轮的残差 或 计算残差 或 更新差错位置列表 和 方法如下其中符号∪表示求两集合的并集。

9.根据权利要求8所述方法,其特征在于:步骤8中综合所有译码模块确定差错位置列表的具体过程为:若迭代结束,则从两个译码器模块中,选择残差的1‑范数和其累计值均较小者为最佳译码模块,该模块输出的差错列表向量即为最终输出的差错位置向量;

在第k轮迭代结束,残差的1‑范数可计算为:其中元素 为1或0

其中元素 为1或0

累计残差1‑范数可计算为:

首先选择 和 中较小者,若 和 相同,则选择ac_rI和ac_r2中的较小者,将其对应的差错位置列表ΛI或ΛII,作为译码器的输出差错位置列表。

10.根据权利要求9所述方法,其特征在于:步骤9中比特翻转并输出码字的具体过程为:根据译码输出的差错位置列表ΛI或ΛII,将差错位置对应的比特进行翻转,即1变成0,

0变成1,翻转之后的码字就是译码输出码字。