CN108650055A - 一种基于中继协作的ldpc译码方法 - Google Patents

一种基于中继协作的ldpc译码方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于中继协作的LDPC译码方法，步骤是：步骤A，信源节点向目的节点与中继节点广播信息；步骤B，目的节点对所接收的信源信息进行译码输出后校验，根据校验结果将重传请求信息F置位，并向中继节点转发重传请求信息F，若译码正确，则返回步骤A，否则转步骤C；步骤C，中继节点依据所接收的重传请求信息进行自适应的解调，并转发回前述目的节点；步骤D，目的节点基于所接收的信源信息及中继节点转发信息进行相关性估计，计算出比特翻转概率；步骤E，目的节点基于比特翻转概率，并依据所接收的信源信息与中继节点转发信息设计迭代LDPC译码算法，输出信源信息。此种方法可充分利用中继节点所转发的信息，提高信源信息的LDPC译码可靠性。

Description

一种基于中继协作的LDPC译码方法
技术领域
本发明涉及一种在中继通信场景中，关于中继节点高能效的信息方式下，目的节点所使用的一种基于中继协作的LDPC译码方法。
背景技术
为充分利用有限的无线资源及满足人们日益增长的高速率、高质量数据传输需求，无线通信中引入了中继协作技术，以提高系统的传输性能。构造适合中继场景下，低复杂度与逼近香农极限的信道编码一直是中继协作通信的重要研究内容。
当前，LDPC码已作为5G移动宽带业务数据信息的长码块编码方案。LDPC码基于校验矩阵设计的编译码方法具有更强的纠错能力，其迭代译码算法为并行算法，且在迭代译码过程中不需要引入交织器；这些特点使得LDPC码具有广泛的应用前景。因此，基于中继协作场景下LDPC编译码方法研究一直备受关注。
中继节点对信息的常见处理方式：放大转发(AF)，译码转发(DF)；其中，AF相比于DF实现复杂度低，但其系统传输质量差。若中继节点对所接收信息进行直接的解调转发，可有效地提高中继节点的能效，但存在转发信息误码率高的问题。因此，如何兼顾复杂度与可靠性一直专家学者的研究重点。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种基于中继协作的LDPC译码方法，其可充分利用中继节点所转发的信息，提高信源信息的LDPC译码可靠性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种基于中继协作的LDPC译码方法，包括以下步骤：
步骤A，信源节点向目的节点与中继节点广播信息；
步骤B，目的节点对所接收的信源信息进行译码输出后校验，根据校验结果将重传请求信息F置位，并向中继节点转发重传请求信息F，若译码正确，则返回步骤A，否则转步骤C；
步骤C，中继节点依据所接收的重传请求信息进行自适应的解调，并转发回前述目的节点；
步骤D，目的节点基于所接收的信源信息及中继节点转发信息进行相关性估计，计算出比特翻转概率；
步骤E，目的节点基于比特翻转概率，并依据所接收的信源信息与中继节点转发信息设计迭代LDPC译码算法，输出信源信息。
上述步骤B的具体步骤是：
步骤B1，目的节点利用校验矩阵H对译码输出的码字信息进行校验；
步骤B2，若译码输出正确，则置重传请求信息F＝0；否则，置重传请求信息F＝1；
步骤B3，若F＝0，目的节点向信源节点发送一个ACK信号，并输出译码信息；目的节点同时向中继节点发送重传请求信息F；
步骤B4，若F＝1，目的节点向中继节点发送重传请求信息F。
上述步骤C的具体步骤是：
步骤C1，中继节点对所接收的重传请求信息是否为0进行判断；
步骤C2，若收到重传请求信息F＝0，则不需要向目的节点转发信息；此时，信源节点收到ACK信号，信源节点将继续发送信息；
步骤C3，若收到重传请求信息为F＝1，则对所接收的信源信息进行直接解调后，再进行LDPC编码，并向目的节点进行转发。
上述步骤E的具体步骤是：
步骤E1，目的节点对所接收的信源信息采用信源信息译码器进行译码，向中继信息译码器输出外信息，并利用步骤D中的比特翻转概率计算外信息所对应的更新信息，作为中继信息译码器的先验信息；
步骤E2，中继信息译码器译码输出外信息，同时基于步骤E1)中信源信息译码器输出的外信息，进行相关性估计，计算出比特翻转概率的更新值；
步骤E3，基于中继信息译码器输出外信息与比特翻转概率计算其对应更新信息，作为下一次信源信息译码器的先验信息；
步骤E4，符合迭代条件时，停止译码，输出信源信息。
上述步骤E4中，迭代条件是指达到迭代译码次数的最大值或信源信息译码器的信源信息正确。
采用上述方案后，本发明相较于现有目的节点对所接收中继信息进行直接合并后译码方法，本发明在保证中继节点原有高能效的前提下，针对中继通信的特点，为充分利用中继节点转发的高能效低可靠信息，在目的节点设计相应的迭代译码算法，改进了目的节点的译码方式，提高了信源信息的LDPC译码可靠性，解决了中继节点高误码率下的错误传播问题，提高了传输信息的误码率性能。本发明适用于蜂窝通信下行链路中小区边缘用户节点。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是在信源中继链路优于直传链路5dB与中继目的节点链路优于直传链路2dB条件下，本发明与直接合并方式、直传方式的误码率性能比较示意图；
图3是在信源中继链路优于直传链路10dB与中继目的节点链路优于直传链路2dB条件下，本发明与直接合并方式、直传方式的误码率性能比较示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
本发明提供一种基于中继协作的LDPC译码方法，包括以下步骤：
步骤A)：信源节点向目的节点与中继节点广播信息；
步骤B)：目的节点对所接收的信源信息进行译码输出后校验，根据校验结果将重传请求信息F置位，并向中继节点转发重传请求信息F，若译码正确，则返回步骤A)，否则转步骤C)；
步骤C)：中继节点依据所接收的重传请求信息进行自适应的解调，并转发回前述目的节点；
步骤D)：目的节点基于所接收的信源信息及中继节点转发信息进行相关性估计，计算出比特翻转概率；
步骤E)：目的节点基于比特翻转概率，并依据所接收的信源信息与中继节点转发信息设计迭代LDPC译码算法，输出信源信息。
其中，所述步骤B)的具体步骤是：
步骤B1)：目的节点利用校验矩阵H对译码输出的码字信息进行校验；
步骤B2)：若译码输出正确，则置重传请求信息F＝0；否则，置重传请求信息F＝1；
步骤B3)：若F＝0，目的节点向信源节点发送一个ACK信号，并输出译码信息；目的节点同时向中继节点发送重传请求信息F；
步骤B4)：若F＝1，目的节点向中继节点发送重传请求信息F。
所述步骤C)的具体步骤是：
步骤C1)：中继节点对所接收的重传请求信息是否为0进行判断；
步骤C2)：若收到重传请求信息F＝0，则不需要向目的节点转发信息；此时，信源节点收到ACK信号，信源节点将继续发送信息；
步骤C3)：若收到重传请求信息为F＝1，则对所接收的信源信息进行直接解调后，再进行LDPC编码，并向目的节点进行转发。
所述步骤E)的具体步骤是：
步骤E1)：目的节点对所接收的信源信息采用信源信息译码器进行译码，向中继信息译码器输出外信息，并利用步骤D)中的比特翻转概率计算外信息所对应的更新信息，作为中继信息译码器的先验信息；
步骤E2)：中继信息译码器译码输出外信息，同时基于步骤E1)中信源信息译码器输出的外信息，进行相关性估计，计算出比特翻转概率的更新值；
步骤E3)：基于中继信息译码器输出外信息与比特翻转概率计算其对应更新信息，作为下一次信源信息译码器的先验信息；
步骤E4)：直到达到迭代译码次数的最大值或信源信息译码器的信源信息正确，停止译码，输出信源信息。
综合上述，本发明一种基于中继协作的LDPC译码方法，针对中继通信的特点，通过在目的节点引入相关性估计，得到比特翻转概率的估计值，进行目的节点的LDPC迭代译码算法设计，减少中继节点的能耗，改善信息传输的误码率性能。从图2和图3中可以看出，在误码率为10-4时，本发明分别获得约3.8dB和5.2dB的性能增益。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于中继协作的LDPC译码方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤A，信源节点向目的节点与中继节点广播信息；
步骤B，目的节点对所接收的信源信息进行译码输出后校验，根据校验结果将重传请求信息F置位，并向中继节点转发重传请求信息F，若译码正确，则返回步骤A，否则转步骤C；
步骤C，中继节点依据所接收的重传请求信息进行自适应的解调，并转发回前述目的节点；
步骤D，目的节点基于所接收的信源信息及中继节点转发信息进行相关性估计，计算出比特翻转概率；
步骤E，目的节点基于比特翻转概率，并依据所接收的信源信息与中继节点转发信息设计迭代LDPC译码算法，输出信源信息。
2.如权利要求1所述的一种基于中继协作的LDPC译码方法，其特征在于：所述步骤B的具体步骤是：
步骤B1，目的节点利用校验矩阵H对译码输出的码字信息进行校验；
步骤B2，若译码输出正确，则置重传请求信息F＝0；否则，置重传请求信息F＝1；
步骤B3，若F＝0，目的节点向信源节点发送一个ACK信号，并输出译码信息；目的节点同时向中继节点发送重传请求信息F；
步骤B4，若F＝1，目的节点向中继节点发送重传请求信息F。
3.如权利要求1所述的一种基于中继协作的LDPC译码方法，其特征在于：所述步骤C的具体步骤是：
步骤C1，中继节点对所接收的重传请求信息是否为0进行判断；
步骤C2，若收到重传请求信息F＝0，则不需要向目的节点转发信息；此时，信源节点收到ACK信号，信源节点将继续发送信息；
步骤C3，若收到重传请求信息为F＝1，则对所接收的信源信息进行直接解调后，再进行LDPC编码，并向目的节点进行转发。
4.如权利要求1所述的一种基于中继协作的LDPC译码方法，其特征在于：所述步骤E的具体步骤是：
步骤E1，目的节点对所接收的信源信息采用信源信息译码器进行译码，向中继信息译码器输出外信息，并利用步骤D中的比特翻转概率计算外信息所对应的更新信息，作为中继信息译码器的先验信息；
步骤E2，中继信息译码器译码输出外信息，同时基于步骤E1)中信源信息译码器输出的外信息，进行相关性估计，计算出比特翻转概率的更新值；
步骤E3，基于中继信息译码器输出外信息与比特翻转概率计算其对应更新信息，作为下一次信源信息译码器的先验信息；
步骤E4，符合迭代条件时，停止译码，输出信源信息。
5.如权利要求4所述的一种基于中继协作的LDPC译码方法，其特征在于：所述步骤E4中，迭代条件是指达到迭代译码次数的最大值或信源信息译码器的信源信息正确。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818679A (zh) * 2019-01-28 2019-05-28 中国矿业大学 一种基于可见光通信的有限状态机编译码方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070217432A1 (en) * 2006-03-16 2007-09-20 Molisch Andreas F Cooperative relay networks using rateless codes
CN101848060A (zh) * 2010-05-12 2010-09-29 中国科学技术大学 一种自适应网络编码协作中继方法
CN101931517A (zh) * 2010-08-12 2010-12-29 中国科学技术大学 一种基于混合自动重传请求的自适应中继和速率选择方法
CN102811120A (zh) * 2012-08-03 2012-12-05 西安电子科技大学 基于网络编码的双向中继harq控制系统与方法
CN101826935B (zh) * 2010-02-05 2014-01-15 西安电子科技大学 一种基于低密度校验码的中继协作传输方法
US20140112294A1 (en) * 2008-07-03 2014-04-24 Wi-Lan, Inc. Fractional harq re-transmission

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070217432A1 (en) * 2006-03-16 2007-09-20 Molisch Andreas F Cooperative relay networks using rateless codes
US20140112294A1 (en) * 2008-07-03 2014-04-24 Wi-Lan, Inc. Fractional harq re-transmission
CN101826935B (zh) * 2010-02-05 2014-01-15 西安电子科技大学 一种基于低密度校验码的中继协作传输方法
CN101848060A (zh) * 2010-05-12 2010-09-29 中国科学技术大学 一种自适应网络编码协作中继方法
CN101931517A (zh) * 2010-08-12 2010-12-29 中国科学技术大学 一种基于混合自动重传请求的自适应中继和速率选择方法
CN102811120A (zh) * 2012-08-03 2012-12-05 西安电子科技大学 基于网络编码的双向中继harq控制系统与方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李宗艳等: "多址接入中继系统中LDPC乘积码的优化设计", 《系统工程与电子技术》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818679A (zh) * 2019-01-28 2019-05-28 中国矿业大学 一种基于可见光通信的有限状态机编译码方法
CN109818679B (zh) * 2019-01-28 2021-08-27 中国矿业大学 一种基于可见光通信的有限状态机编译码方法

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