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专利号: 202011051282X
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取FLASH信道的似然比和校验矩阵信息;

S2、采用和积算法更新校验节点矩阵;

S3、根据步骤S2中更新后的校验节点矩阵采用和积算法更新变量节点矩阵,同时根据信息可靠性指标对硬判决输入序列进行更新;

S4、判断变量节点矩阵似然比差值的离散程度是否大于预设阈值;若是,则对软译码进行提前终止,并进行步骤S5;否则返回步骤S2;

S5、采用比特翻转算法对更新后的硬判决输入序列进行进行比特翻转迭代,输出译码结果。

2.根据权利要求1所述的基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,所述步骤S1开始前还包括步骤:得到硬判决输入序列z={z1,z2,……,zi},并获取校验矩阵进行编码。

3.根据权利要求2所述的基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,所述步骤S1中FLASH信道的似然比信息表示为:P0={p1,p2,……,pi}

P1=1-P0

其中,P0表示各比特位为0的概率,P1表示各比特位为1的概率。

4.根据权利要求3所述的基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括以下分步骤:S2-1、根据步骤S1中信道似然比和校验矩阵计算初始校验节点矩阵;

S2-2、根据S3更新后的变量节点矩阵采用和积译码算法更新校验节点矩阵。

5.根据权利要求4所述的基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,所述步骤S2-1中初始校验节点矩阵的计算公式为:Rij1=1-Rij0

所述步骤S2-2中校验节点矩阵的更新公式为:

Rij1=1-Rij0

其中,Rij0表示第j个信息比特位为0的情况下,第i个校验方程满足的条件概率;Rij1表示第j个信息比特位为1的情况下,第i个校验方程满足的条件概率;N(i)表示校验z约束的局部码元信息集;Qji1表示除第i个校验节点外其他校验节点提供信息的情况下,第j个信息比特位为1的概率;N(i)\j表示N(i)不包含j的子集;Hj表示校验矩阵的列向量。

6.根据权利要求5所述的基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,所述步骤S3中校验矩阵表示为:0

其中,Qji 表示除第i个校验节点外其他校验节点提供信息的情况下,第j个信息比特位为0的概率;pj表示P0中第j个信息比特位为0的概率,M(j)表示校验节点的校验集;M(j)\i表示M(j)中不包含i的子集。

7.根据权利要求6所述的基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,所述步骤S3中根据信息可靠性指标对硬判决输入序列进行更新具体包括:设定信息可靠性指标为

其中,x表示信息可靠性指标,Qj0表示Qji0行向量之和;Qj1表示Qji1行向量之和;

判断信息可靠性指标x的值是否小于1;若是,则更新硬判决输入序列zi为1;否则更新更新硬判决输入序列zi为0。

8.根据权利要求7所述的基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,所述步骤S4中变量矩阵似然比差值的离散程度的计算公式为:其中,M表示校验矩阵的行数。

9.根据权利要求8所述的基于比特翻转算法加速软译码的联合译码方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括以下分步骤:S5-1、采用比特翻转算法,根据更新后的硬判决输入序列和校验矩阵计算伴随子向量,表示为T

s=z*H

其中,H表示校验矩阵;

S5-2、计算翻转函数,表示为

其中,fi表示第i个变量节点不满足校验的个数,hj,i表示校验矩阵行向量;

对不满足校验个数最多的硬判决输入序列进行翻转;

S5-3、根据翻转后的硬判决输入序列和校验矩阵计算新的伴随子向量;

S5-4、判断新的伴随子向量是否等于0;若是则停止译码,输出译码结果;否则返回步骤S5-2。

10.一种应用如权利要求1至9任一所述方法的联合译码系统,其特征在于,包括:和积译码算法核,用于译码前期进行软译码,其中包含校验节点处理模块,变量节点处理模块,交互信息存储模块和离散程度检测模块;通过状态机控制各模块交替使能;

变量节点处理模块,用于对变量节点矩阵进行更新,在首次使能时,对变量节点矩阵Qji0、Qji1进行初始化;在非首次使能时,通过校验节点矩阵Rij0、Rij1迭代更新变量节点矩阵Qji0、Qji1,同时对更新后的结果进行运算得到信息可靠性指标x,判决输出结果;

校验节点处理模块,用于对校验节点矩阵Rij0、Rij1进行更新,校验节点处理模块通过

0 1 0 1

Qji、Qji矩阵迭代更新Rij、Rij矩阵;

交叉信息存储模块,用于存储实数矩阵数据Qji0、Qji1、Rij0、Rij1,接受来自于变量节点处理模块和校验节点处理模块的数据,并对矩阵数据进行更新;

离散程度检测模块,用于对变量节点矩阵的似然比离散程度进行检测,根据离散程度来转换译码算法,并输出有效的转换使能信号;

比特翻转算法核,用于译码后期进行硬译码,其中包含翻转函数运算模块与最值搜索模块;

翻转函数运算模块,用于对翻转函数fi的逐列运算;

最值搜索模块,用于搜索翻转函数中的最大值,采用一个累加器将fi逐行累加,并与最值寄存器中上一轮的最值进行比较,更新最值寄存器,并输出其列地址和最值大小;

信道似然比/数据信息存储模块,用于在经过编码的数据进行译码的情况下,获取FLASH信道似然比信息和经过硬判决的量化数据,存入SRAM中;同时获取有效的地址信息、使能信号、输入判决序列和似然比信息,输出译码后的序列;

校验矩阵模块,用于存储校验矩阵H的信息;

状态机控制模块,用于控制译码算法的切换,通过识别和积译码算法核的转换使能,选择译码方式,启动对应译码核的使能信号;其内部具有一个计数器模块来控制使能的次数,以控制译码迭代次数,当计数器达到最大迭代次数时,终止译码,输出使能和计数器受终止使能的控制,当终止使能有效,则结束整个译码过程;

译码终止检验模块,用于检测两种算法是否已经符合终止条件,即伴随子向量s等于零向量;若为零向量,则发出终止使能,停止迭代;反之,则继续迭代。