CN108055043B - 一种比特翻转译码的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的比特翻转译码的方法及装置，首先计算编码中待翻转比特的位数p_k，然后根据p_k值设置计数变量，再判定计数变量的值是否大于第一预设迭代次数值，根据判定结果确定单比特翻转还是多比特翻转，进一步计算每一个比特位的品质因素并按其从大到小进行排序，取排在前p_k的比特位进行翻转，并计算迭代伴随向量s_k，最后检测是否停止译码或进行下一步迭代。该方法可以实现多比特位同时翻转，译码收敛速度较快，并且在待翻转位数值满足一定条件后转换为单比特位翻转，从而保证该比特翻转译码方法的有效性，解决了现有技术的问题。

Description

一种比特翻转译码的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种比特翻转译码的方法及装置。

背景技术

由于BF(Bit Flipping)算法在低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check，LDPC)译码速度方面固有的优势，因此得到广泛的研究。现有基于BF算法改进的常用算法有可靠性权重比特翻转算法(Reliability Ratio-based Weighted Bit-flipping，RRWBF)，该算法提出一种新的品质因素函数去衡量编码中每一个比特位的可靠性，然后翻转品质因素最低比特完成译码。但是该算法品质函数计算包含较多的冗余计算，使得算法实现效率较低。

进一步，通过对RRWBF算法品质因素计算公式进行改进，消除上述算法中包含的冗余计算，提出一种实现有效的可靠性权重比特翻转算法(Implementation-efficientReliability Ratio-based Weighted Bit-flipping，IRRWBF)。在IRRWBF算法的迭代计算过程中，每次只有一个比特位的译码结果被翻转，因此每次译码只有包含这一比特位的校验节点的校验值发生变化。只更新符号发生变化的品质因素分量即可完成所有品质因素的更新，从而大幅度降低计算量。然而，尽管IRRWBF算法相较于与其它比特翻转算法具有良好的译码性能，但是其单比特位翻转的方法使其进行译码的收敛速度较慢。

发明内容

本发明提供一种比特翻转译码的方法及装置，用以解决现有技术的如下问题：现有比特翻转译码的方法采用单比特位翻转译码的方式，译码的收敛速度较慢。

为解决上述技术问题，本发明提供一种比特翻转译码的方法及装置，方法包括：S11，按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k，检测p_k是否大于或等于预设极值U，在p_k大于或等于U的情况下，将p_k的取值设置为U，在p_k小于U的情况下，确定p_k为待翻转比特的位数，其中，k为大于或等于0的整数；S12，检测p_k是否小于p_k-1，在p_k小于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值等于p_k，在p_k大于或等于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值为p_k-1对应的计数变量的值加一；S13，检测所述计数变量的值是否大于或等于第一预设迭代次数值，在所述计数变量的值大于或等于所述第一预设迭代次数值的情况下，取p_k＝1，并执行S14，在所述计数变量的值小于所述第一预设迭代次数值的情况下，直接执行S14；S14，按实现有效的可靠性权重比特翻转算法IRRWBF计算所述预定编码中每一个比特位的品质因素，将所述每一个比特位的品质因素由大到小排列，选取排在前p_k个的比特位进行翻转，并在翻转后按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k；S15，检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否满足k＝K_max，如果满足，停止译码并生成翻转后编码z_k，如果不满足，执行S11，其中，K_max为第二预设迭代次数值。

可选的，所述第一预定公式为

其中，α为修正因子，g_k为s_k中1的数量，d_c为所述预定编码的校验矩阵中列元素之和中的最大的列元素之和。

可选的，所述第二预定公式为s_k＝z_k×H^T，其中，H^T为所述预定编码的校验矩阵的转置矩阵。

可选的，按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k之前，还包括：当k＝0时，按第三预定公式计算所述每个比特位的初始硬判决值z_n0，其中，所述第三预定公式为z_n0＝(1-sgn(y_n))/2，y_n为所述预定编码中任一比特位，n为所述预定编码中的比特位的编号；按所述第二预定公式计算k＝0时的所述s_k。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种比特翻转译码的装置，包括：翻转位数确定模块，用于按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k，检测p_k是否大于或等于预设极值U，在p_k大于或等于U的情况下，将p_k的取值设置为U，在p_k小于U的情况下，确定p_k为待翻转比特的位数，其中，k为大于或等于0的整数；计数变量设置模块，用于检测p_k是否小于p_k-1，在p_k小于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值等于p_k，在p_k大于或等于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值为p_k-1对应的计数变量的值加一；第一检测模块，用于检测所述计数变量的值是否大于或等于第一预设迭代次数值，在所述计数变量的值大于或等于所述第一预设迭代次数值的情况下，取p_k＝1，并触发比特位翻转模块工作，在所述计数变量的值小于所述第一预设迭代次数值的情况下，直接触发所述比特位翻转模块工作；所述比特位翻转模块，用于按实现有效的可靠性权重比特翻转算法IRRWBF计算所述预定编码中每一个比特位的品质因素，将所述每一个比特位的品质因素由大到小排列，选取排在前p_k个的比特位进行翻转，并在翻转后按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k；第二检测模块，用于检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否满足k＝K_max，如果满足，停止译码并生成翻转后编码z_k，如果不满足，触发所述翻转位数确定模块工作，其中，K_max为第二预设迭代次数值。

可选的，所述第一预定公式为

其中，α为修正因子，g_k为s_k中1的数量，d_c为所述预定编码的校验矩阵中列元素之和中的最大的列元素之和。

可选的，所述第二预定公式为s_k＝z_k×H^T，其中，H^T为所述预定编码的校验矩阵的转置矩阵。

可选的，初始化计算模块，用于当k＝0时，按第三预定公式计算所述每个比特位的初始硬判决值z_n0，其中，所述第三预定公式为z_n0＝(1-sgn(y_n))/2，y_n为所述预定编码中任一比特位，n为所述预定编码中的比特位的编号；所述比特位翻转模块，还用于按所述第二预定公式计算k＝0时的所述s_k。

本发明提供的比特翻转译码的方法，首先计算编码中待翻转比特的位数p_k，然后根据计算出的p_k值进行计数变量的设置，再判定计数变量的值是否大于第一预设迭代次数值，如果计数变量的值大于预设的第一迭代次数值，则将p_k值确定为1，否则，按之前计算出的p_k值进行翻转，进一步计算每一个比特位的品质因素并按品质因素从大到小进行排序，取排在前p_k的比特位进行翻转，在翻转后计算生成迭代伴随向量s_k，最后检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否达到第二预设迭代次数值，如果满足，则停止译码，如果不满足，则重新计算p_k，进行下一步迭代。该方法通过计算编码中每个比特位的品质因素并按从大到小排序，并根据第一预定公式计算得到的待翻转位数值，确定编码中要翻转的比特位，从而实现多比特位同时翻转，译码收敛速度较快，并且在待翻转位数值满足一定条件后转换为单比特位翻转，从而保证该比特翻转译码方法的有效性，解决了现有技术的如下问题：现有比特翻转译码的方法采用单比特位翻转译码的方式，译码的收敛速度较慢。

附图说明

图1是本发明第一实施例中比特翻转译码的方法的流程图；

图2是本发明第二实施例中比特翻转译码的装置的结构示意图；

图3是本发明第三实施例中比特翻转译码的方法的流程图；

图4是本发明第三实施例中不同译码方法信噪比和误码率关系的示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术的如下问题：现有比特翻转译码的方法采用单比特位翻转译码的方式，译码的收敛速度较慢。本发明第一实施例提供了一种比特翻转译码的方法，该方法的流程图如图1所示，包括步骤S101至S106：

S101，按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k，检测p_k是否大于或等于预设极值U，在p_k大于或等于U的情况下，将p_k的取值设置为U，在p_k小于U的情况下，确定p_k为待翻转比特的位数。

在本实施例中，该步骤的目的是确定对预定编码进行译码过程中第k步要翻转比特的位数，其中，k为大于或等于0的整数。

S102，检测p_k是否小于p_k-1，在p_k小于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值等于p_k，在p_k大于或等于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值为p_k-1对应的计数变量的值加一。

该步骤中设置的计数变量，其作用是对译码时采用多比特位翻转切换到单比特位翻转进行指示，计数变量设置的值取决于p_k和p_k-1的大小关系。例如，如果p_k-1＝5，p_k-1对应的计数变量的值为3，如果p_k＝6，那么p_k对应的计数变量的值设置为4，而如果p_k＝2，那么p_k对应的计数变量的值设置为2。

S103，检测计数变量的值是否大于或等于第一预设迭代次数值，在计数变量的值大于或等于第一预设迭代次数值的情况下，取p_k＝1，并执行下一步，在计数变量的值小于所述第一预设迭代次数值的情况下，直接执行下一步。

在确定了计数变量的值之后，本实施例中会设置一个预设迭代次数值，称为第一预设迭代次数值，将S102生成的计数变量的值与这个第一预设迭代次数值进行比较，如果计数变量的值在第k步中积累到了大于或等于第一预设迭代次数值的情况下，则说明以S101中计算的p_k为翻转的比特位的数量的译码方法可能是无效的，此时，就可以取p_k＝1，即将多比特位翻转的方法切换为单比特位翻转的方法，再进行比特位翻转后，检验按单比特位翻转的方法是否有效。如果计数变量的值小于第一预设迭代次数值，则就按照S101中计算得到的p_k为下一步要翻转的比特位的数量。

S104，按IRRWBF算法计算预定编码中每一个比特位的品质因素，将每一个比特位的品质因素由大到小排列，选取排在前p_k个的比特位进行翻转，并在翻转后按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k。

在确定了要翻转的比特位的数量之后，该步骤就是确定要翻转预定编码中的具体哪几个比特位。本实施例中的方法是先计算预定编码中每一个比特位的品质因素，每一个比特位品质因素的计算方法采用IRRWBF算法就可以计算得到，在此不再赘述。在计算出预定编码中每一个比特位的品质因素之后，将每一个比特位的品质因素后，取品质因素由大到小排在前p_k个的比特位进行翻转，再按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k，实际上s_k在本实施例中代表一个行向量。

S105，检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否满足k＝K_max，如果满足，执行S106，如果不满足，执行S101，其中，K_max为第二预设迭代次数值。

该步骤说明了要停止译码的条件，即如果在比特位进行翻转后得到的s_k是一个元素全都是0的向量，那么就认为译码正确，就要停止译码，或者步骤数k达到了第二预设迭代次数值，就要停止译码，在停止译码后，就要得到进行比特位翻转后的编码z_k，将其作为最终译码的结果。实际上，z_k是在每一次翻转后都要得到的翻转后的编码，以便能够计算出s_k。

S106，停止译码并生成翻转后编码z_k。

该步骤说明了要停止译码的条件，即如果在比特位进行翻转后得到的s_k是一个元素全都是0的向量，那么就认为译码正确，就要停止译码，或者步骤数k达到了第二预设迭代次数值，就要停止译码，在停止译码后，就要得到进行比特位翻转后的编码z_k，将其作为最终译码的结果。实际上，z_k是在每一次翻转后都要得到的翻转后的编码，以便能够计算出s_k。

本发明提供的比特翻转译码的方法，首先计算编码中待翻转比特的位数p_k，然后根据计算出的p_k值进行计数变量的设置，再判定计数变量的值是否大于第一预设迭代次数值，如果计数变量的值大于预设的第一迭代次数值，则将p_k值确定为1，否则，按之前计算出的p_k值进行翻转，进一步计算每一个比特位的品质因素并按品质因素从大到小进行排序，取排在前p_k的比特位进行翻转，在翻转后计算生成迭代伴随向量s_k，最后检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否达到第二预设迭代次数值，如果满足，则停止译码，如果不满足，则重新计算p_k，进行下一步迭代计算。该方法通过计算编码中每个比特位的品质因素并按从大到小排序，并根据第一预定公式计算得到的待翻转位数值，确定编码中要翻转的比特位，从而实现多比特位同时翻转，译码收敛速度较快，并且在待翻转位数值满足一定条件后转换为单比特位翻转，从而保证该比特翻转译码方法的有效性，解决了现有技术的如下问题：现有比特翻转译码的方法采用单比特位翻转译码的方式，译码的收敛速度较慢。

此外，本实施例中的第一预定公式为

其中，α为修正因子，是根据要进行译码的预定编码具体确定的，g_k为s_k中1的数量，d_c为预定编码对应的校验矩阵中列元素之和中的最大的列元素之和。

并且，本实施例中的计算迭代伴随向量s_k的公式为s_k＝z_k×H^T，其中，H^T为预定编码的校验矩阵的转置矩阵，而z_k是每一步进行比特位翻转后得到的翻转后编码，由于本实施例中的编码是一串0和1组成的数字，因此可以将其看做一个行向量，以便于H^T进行向量外积的计算。预定编码的校验矩阵H，是根据要进行比特翻转译码的预定编码具体确定的。

此外，按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k之前，还包括一个初始化的过程，在本实施例中具体是：

当k＝0时，按第三预定公式计算每个比特位的初始硬判决值z_n0，其中，所述第三预定公式为z_n0＝(1-sgn(y_n))/2，y_n为预定编码中任一比特位，n为预定编码中的比特位的编号；按上述的第二预定公式计算k＝0时的所述s_k。

为实现上述目的，本发明第二实施例还提供一种比特翻转译码的装置，该装置的结构示意图如图2所示，包括：翻转位数确定模块10，用于按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k，检测p_k是否大于或等于预设极值U，在p_k大于或等于U的情况下，将p_k的取值设置为U，在p_k小于U的情况下，确定p_k为待翻转比特的位数，其中，k为大于或等于0的整数；计数变量设置模块20，与翻转位数确定模块10耦合，用于检测p_k是否小于p_k-1，在p_k小于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值等于p_k，在p_k大于或等于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值为p_k-1对应的计数变量的值加一；第一检测模块30，与计数变量设置模块20耦合，用于检测计数变量的值是否大于或等于第一预设迭代次数值，在计数变量的值大于或等于第一预设迭代次数值的情况下，取p_k＝1，并执行比特位翻转模块的功能，在计数变量的值小于所述第一预设迭代次数值的情况下，直接执行比特位翻转模块的功能；比特位翻转模块40，与第一检测模块30耦合，用于按实现有效的可靠性权重比特翻转算法IRRWBF计算预定编码中每一个比特位的品质因素，将每一个比特位的品质因素由大到小排列，选取排在前p_k个的比特位进行翻转，并在翻转后按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k；第二检测模块50，与比特位翻转模块40耦合，用于检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否满足k＝K_max，如果满足，停止译码并生成翻转后编码z_k，如果不满足，执行翻转位数确定模块的功能，其中，K_max为第二预设迭代次数值。

在本实施例中，翻转位数确定模块的作用是按第一预定公式确定预定编码中要翻转比特位的位数值，本实施例中的第一预定公式与本发明第一实施例中的第一预定公式相同。

本实施例中计数变量设置模块的作用是：对预定编码进行译码时将多比特位翻转切换到单比特位翻转进行指示，具体来说，计数变量值的设置取决于翻转位数确定模块得到的p_k和p_k-1的大小关系。例如，如果p_k-1＝5，p_k-1对应的计数变量的值为3，如果计算得到的p_k＝6，那么p_k对应的计数变量的值设置为4，而如果计算得到的p_k＝2，那么p_k对应的计数变量的值设置为2。

在确定了计数变量的值之后，本实施例中的第一检测模块会将计数变量设置模块生成的计数变量的值与第一预设迭代次数值进行比较，如果第一检测模块检测到计数变量的值在第k步中积累到了大于或等于第一预设迭代次数值，则说明以之前计算得到的p_k为翻转的比特位的数量的译码方法可能是无效的，此时，就可以取p_k＝1，即将多比特位翻转的方法切换为单比特位翻转的方法，再进行比特位翻转后，检验按单比特位翻转的方法是否有效。如果第一检测模块检测到计数变量的值小于第一预设迭代次数值，那么就按照之前计算得到的p_k作为下一步要翻转的比特位的数量。

在确定了要翻转的比特位的数量之后，就要确定翻转预定编码中的具体哪几个比特位。本实施例中的比特位翻转模块就用于计算预定编码中每一个比特位的品质因素，每一个比特位品质因素的计算方法采用现有的IRRWBF算法就可以计算得到，在此不再赘述。在计算出预定编码中每一个比特位的品质因素之后，将每一个比特位的品质因素后，本实施例中的比特位翻转模块还要取品质因素由大到小排在前p_k个的比特位进行翻转，再按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k，s_k在本实施例中是一个行向量，本实施例中的第二预定公式与本发明第一实施例中的第二预定公式相同。

本实施例中第二检测模块用于判定何时停止译码，即如果在比特位进行翻转后得到的s_k是一个元素全都是0的向量，那么就认为译码正确，就要停止译码，或者当步骤数k达到了第二预设迭代次数值，就要停止译码，在停止译码后，就要得到进行比特位翻转后的编码z_k，将其作为最终译码的结果。实际上，z_k是在每一次比特位进行翻转后都需要得到的翻转后的编码。

此外，本实施例中比特翻转译码的装置还包括：初始化计算模块，该模块用于当k＝0时，按第三预定公式计算每个比特位的初始硬判决值z_n0，其中的第三预定公式与本发明第一实施例中的第三预定公式相同，并且比特位翻转模块，还用于按第二预定公式计算k＝0时的迭代伴随向量s_k。

本发明提供的比特翻转译码的装置，首先由翻转位数确定模块计算编码中待翻转比特的位数p_k，然后由计数变量设置模块进行计数变量的设置，再由第一检测模块检测计数变量的值是否大于第一预设迭代次数值，以确定进行比特翻转译码的方式，进一步由比特位翻转模块计算预定编码中每一个比特位的品质因素并按品质因素从大到小进行排序，取品质因素排在前p_k的比特位进行翻转，在翻转后计算生成迭代伴随向量s_k，最后由第二检测模块检测s_k是否满足预设条件或步骤数k是否达到第二预设迭代次数值，如果满足，则停止译码，如果不满足，则重新计算p_k，进行下一步迭代计算。该装置通过计算编码中每个比特位的品质因素并按从大到小排序，并根据第一预定公式计算得到的待翻转位数值，确定编码中要翻转的比特位，从而实现多比特位同时翻转，译码收敛速度较快，并且在待翻转位数值满足一定条件后可以转换为单比特位翻转，从而保证该比特翻转译码方法的有效性，解决了现有技术的如下问题：现有比特翻转译码的装置采用单比特位翻转译码的方式进行译码，译码的收敛速度较慢。

本发明第三实施例提供一种比特翻转译码的方法，本实施例中进行译码的预定编码的生成过程具体是：将二进制(N，K)预定LDPC编码的检验矩阵定义为H＝[h_MN]，H的具体形式取决于LDPC码的具体内容，并且LDPC码的组成有其固定形式，N表示预定LDPC编码中的比特位数值，K表示编码中信息比特的位数值。将预定编码表示为c＝[c₁ c₂ … c_N]，该预定编码经过二进制相移键控BPSK调制后送入加性高斯白噪声AWGN信道进行传输，其中调制规则为x_n＝1-2c_n，经AWGN信道进行传输后的编码为y＝[y₁ y₂ … y_N]，其中y_n＝x_n+η_n(n＝1,2...N)，η_n表示零均值加性高斯白噪声，其噪声服从的高斯分布的方差为δ²。对上述传输后的编码进行译码的方法流程图如图3所示，包括步骤S301至S307：

S301，译码初始化。

本实施例中的初始化过程与第一实施例中k＝0时的初始化过程相同。

S302，计算待翻转比特的位数值。

在本实施例中，计算待翻转比特的位数值的过程具体是：按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k，检测p_k是否大于或等于预设极值U，在p_k大于或等于U的情况下，将p_k的取值设置为U，在p_k小于U的情况下，确定p_k为待翻转比特的位数，其中，k为大于或等于0的整数，并且第一预定公式与第一实施例中的第一预定公式相同。

S303，设置待翻转比特的位数对应的计数变量的值。

该步骤具体是指：检测步骤S302中确定的p_k值是否小于上一个迭代步骤中计算得到的p_k-1，如果p_k小于p_k-1，设置p_k对应的计数变量的值等于p_k，如果p_k大于或等于p_k-1，设置p_k对应的计数变量的值为p_k-1对应的计数变量的值加一。

S304，根据计数变量的值确定比特翻转方式。

确定的方法具体是：检测计数变量的值是否大于或等于第一预设迭代次数值，在计数变量的值大于或等于第一预设迭代次数值的情况下，取p_k＝1，即在下一步中进行单比特位翻转，在计数变量的值小于第一预设迭代次数值的情况下，不改变p_k的值，即在下一步进行多比特位翻转。

S305，确定预定编码中要进行翻转的比特位。

确定要翻转的比特位的方法具体是：按IRRWBF算法计算预定编码中每一个比特位的品质因素，将每一个比特位的品质因素由大到小排列，选取排在前p_k个的比特位进行翻转，并在翻转后按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k，本实施例中的第二预定公式与第一实施例中的第二预定公式相同。

S306，判断是否停止译码。

进行比特翻转译码后，要判断是否停止译码，该过程具体是：检测上述步骤计算得到的s_k是否满足s_k＝0，或者步骤数k是否满足k＝K_max，如果满足上述两个条件的任意一个，执行S307，如果不满足，执行S302，其中，K_max为第二预设迭代次数值。

S307，停止译码并生成翻转后编码z_k。

为验证本实施例比特翻转译码方法的有效性，采用随机LDPC码中一种典型的Mackay码(504，252)进行仿真，将该Mackay码经BPSK调制之后经AWGN信道进行传输，对传输后得到的编码进行译码。该仿真中，第一预设迭代次数值为15，第二预设迭代次数值为50，第一预定公式中的修正因子α＝1.6，预设极值U＝8。,

按照本实施例中的比特翻转译码的方法和IRRWBF算法分别进行仿真得到的信噪比与误码率的关系示意图如图4所示，其中横坐标为信噪比，纵坐标为误码率。从图4中可以看出，当信噪比为4.4dB的时候，IRRWBF算法的平均迭代次数为42.7，而本发明的比特翻转方法的平均迭代次数为7.9，当信噪比为5dB的时候，IRRWBF算法的平均迭代次数为31.8，而本发明的比特翻转方法的平均迭代次数为5.5，本发明提供的比特翻转译码的方法，进行译码需要的迭代次数显著下降。

本发明提供的比特翻转译码的方法，进行初始化之后，首先计算编码中待翻转比特的位数p_k，然后根据计算出的p_k值进行计数变量的设置，再判定计数变量的值是否大于第一预设迭代次数值，如果计数变量的值大于预设的第一迭代次数值，则将p_k值确定为1，否则，按之前计算出的p_k值进行比特翻转，进一步，计算每一个比特位的品质因素并按品质因素从大到小进行排序，取排在前p_k的比特位进行翻转，在翻转后计算生成迭代伴随向量s_k，最后检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否达到第二预设迭代次数值，如果满足，则停止译码，如果不满足，则重新计算p_k，进行下一步迭代计算。该方法通过计算编码中每个比特位的品质因素并按从大到小排序，并根据第一预定公式计算得到的待翻转位数值，确定编码中要翻转的比特位，从而实现多比特位同时翻转，译码收敛速度较快，并且在待翻转位数值满足一定条件后转换为单比特位翻转，从而保证该比特翻转译码方法的有效性，解决了现有技术的如下问题：现有比特翻转译码的方法采用单比特位翻转译码的方式，译码的收敛速度较慢。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种比特翻转译码的方法，其特征在于，包括：

S11，按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k，检测p_k是否大于或等于预设极值U，在p_k大于或等于U的情况下，将p_k的取值设置为U，在p_k小于U的情况下，确定p_k为待翻转比特的位数，其中，k为大于或等于0的整数；

S12，检测p_k是否小于p_k-1，在p_k小于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值等于p_k，在p_k大于或等于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值为p_k-1对应的计数变量的值加一；

S13，检测所述计数变量的值是否大于或等于第一预设迭代次数值，在所述计数变量的值大于或等于所述第一预设迭代次数值的情况下，取p_k＝1，并执行S14，在所述计数变量的值小于所述第一预设迭代次数值的情况下，直接执行S14；

S14，按实现有效的可靠性权重比特翻转算法IRRWBF计算所述预定编码中每一个比特位的品质因素，将所述每一个比特位的品质因素由大到小排列，选取排在前p_k个的比特位进行翻转，并在翻转后按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k；

S15，检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否满足k＝K_max，如果满足，停止译码并生成翻转后编码z_k，如果不满足，执行S11，其中，K_max为第二预设迭代次数值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一预定公式为

其中，α为修正因子，g_k为s_k中1的数量，d_c为所述预定编码的校验矩阵中列元素之和中的最大的列元素之和。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第二预定公式为s_k＝z_k×H^T，其中，H^T为所述预定编码的校验矩阵的转置矩阵。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k之前，还包括：

当k＝0时，按第三预定公式计算所述每一 个比特位的初始硬判决值z_n0，其中，所述第三预定公式为z_n0＝(1-sgn(y_n))/2，y_n为所述预定编码中任一比特位，n为所述预定编码中的比特位的编号；

按所述第二预定公式计算k＝0时的所述s_k。

5.一种比特翻转译码的装置，其特征在于，包括：

翻转位数确定模块，用于按第一预定公式计算得到预定编码中第k步待翻转比特的位数p_k，检测p_k是否大于或等于预设极值U，在p_k大于或等于U的情况下，将p_k的取值设置为U，在p_k小于U的情况下，确定p_k为待翻转比特的位数，其中，k为大于或等于0的整数；

计数变量设置模块，用于检测p_k是否小于p_k-1，在p_k小于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值等于p_k，在p_k大于或等于p_k-1的情况下，设置p_k对应的计数变量的值为p_k-1对应的计数变量的值加一；

第一检测模块，用于检测所述计数变量的值是否大于或等于第一预设迭代次数值，在所述计数变量的值大于或等于所述第一预设迭代次数值的情况下，取p_k＝1，并触发比特位翻转模块工作，在所述计数变量的值小于所述第一预设迭代次数值的情况下，直接触发所述比特位翻转模块工作；

所述比特位翻转模块，用于按实现有效的可靠性权重比特翻转算法IRRWBF计算所述预定编码中每一个比特位的品质因素，将所述每一个比特位的品质因素由大到小排列，选取排在前p_k个的比特位进行翻转，并在翻转后按照第二预定公式计算生成迭代伴随向量s_k；

第二检测模块，用于检测s_k是否满足s_k＝0或步骤数k是否满足k＝K_max，如果满足，停止译码并生成翻转后编码z_k，如果不满足，触发所述翻转位数确定模块工作，其中，K_max为第二预设迭代次数值。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述第一预定公式为

其中，α为修正因子，g_k为s_k中1的数量，d_c为所述预定编码的校验矩阵中列元素之和中的最大的列元素之和。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述第二预定公式为s_k＝z_k×H^T，其中，H^T为所述预定编码的校验矩阵的转置矩阵。

8.如权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

初始化计算模块，用于当k＝0时，按第三预定公式计算所述每一 个比特位的初始硬判决值z_n0，其中，所述第三预定公式为z_n0＝(1-sgn(y_n))/2，y_n为所述预定编码中任一比特位，n为所述预定编码中的比特位的编号；

所述比特位翻转模块，还用于按所述第二预定公式计算k＝0时的所述s_k。

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