CN115347981A - 面向多个ldpc码叠加传输方法 - Google Patents

面向多个ldpc码叠加传输方法 Download PDF

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CN115347981A CN202210950802.3A CN202210950802A CN115347981A CN 115347981 A CN115347981 A CN 115347981A CN 202210950802 A CN202210950802 A CN 202210950802A CN 115347981 A CN115347981 A CN 115347981A
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Abstract

本发明公开了一种面向多个LDPC码叠加传输方法，包括下述步骤：在发送端：考虑待传输的L组传输块u(t),0≤t≤L‑1。首先，将传输块u(t)等分为B组长度均为k的码块，送入LDPC编码器，得到总长度为nB的码字序列v(t)；接着，将v(t‑1)经过交织器Π交织后叠加到v(t)上，得到t时刻的发送码字c(t)。在接收端：采用两阶段译码算法恢复发送数据，具体为：第一阶段，收到t,t+1和t+2时刻的接收向量y(t),y(t+1)和y(t+2)后，结合t‑1时刻的TB码字序列估计
Figure DDA0003789436400000011
在正规图上通过消息传递算法译出
Figure DDA0003789436400000012
和
Figure DDA0003789436400000013
其中满足相应校验矩阵的子序列可提前终止译码；第二阶段，结合t，t+1时刻的接收向量y(t)和y(t+1)，以及t‑1，t+1时刻的TB码字序列估计
Figure DDA0003789436400000014
和
Figure DDA0003789436400000015
再次尝试恢复
Figure DDA0003789436400000016
本发明的技术方案，能够显著提升LDPC码的性能。

Description

面向多个LDPC码叠加传输方法
技术领域
本发明属于数字通信的技术领域，具体涉及一种面向多个LDPC码叠加传输方法。
背景技术
低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check，LDPC)码由Gallager在上世纪60年代提出，其校验矩阵具有典型的稀疏特性。由于具有优良的译码性能，LDPC码已被采纳为5G增强型移动宽带(Enhanced Mobile Broadband，eMBB)场景中数据信道的编码方案。为提高数据传输的可靠性，传统通信协议通常会采用反馈重传的方法，例如LTE标准会对TB进行反馈重传，而5G NR会以多个CB组成的码块组(Code Block Group,CBG)为单位进行反馈重传。由于一个TB或CBG中包含多个CB，对于只存在少量错误CB的情况，重传整个TB或CBG会带来额外的传输资源浪费，且反馈本身也需要消耗额外的传输资源。如果直接对CB进行反馈重传，则由于CB数量众多，用于反馈的资源开销较大。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种面向多个LDPC码叠加传输方法，利用LDPC码自身的校验或外部的校验，引入任意子码字可提前终止译码机制，使叠加传输方案的译码复杂度在高信噪比下与LDPC码传输方案相当，满足数据传输中高吞吐量的需求。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种面向多个LDPC码的叠加传输方法，包括下述步骤：
(1)在发送端，设有L组长度均为kB的传输块u(t)(简称之为TB)待传输，在t＝0，1，…，L-1时刻，按照以下步骤进行编码：
(1.1)将t时刻的TB u(t)分割为B组长度均为k的码块CB后，经过LDPC编码为子码字，合并得到长度为nB的码字序列v(t)；
(1.2)将t-1时刻的码字序列v(t-1)经过交织器Π交织得到交织后序列w(t-1)，与码字序列v(t)叠加后，得到t时刻的发送码字c(t)；
(2)在接收端，设接收向量y(t)为长度为nB的t时刻发送码字c(t)噪声版本，对于时刻0≤t≤L-1，当接收端收到接收向量y(t)后，采用两阶段译码算法进行译码，得到对t时刻传输块u(t)的估计
Figure BDA0003789436380000021
具体为：
(2.1)第一阶段译码：在收到t时刻，t+1时刻和t+2时刻的接收向量y(t)，y(t+1)和y(t +2)后，初始化为对数似然比向量L(t)，L(t+1)和L(t+2)，结合t-1时刻的TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000022
在正规图上通过消息传递算法译出t时刻和t+1时刻的TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000023
和
Figure BDA0003789436380000024
其中任意子序列一旦满足相应的校验矩阵，可提前终止该子序列的译码；
(2.2)第二阶段译码：结合t时刻的接收向量y(t)，t+1时刻的接收向量y(t+1)，t-1时刻的TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000025
以及t+1时刻的TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000026
再次恢复t时刻的TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000027
(2.3)根据LDPC码的编码规则，从t时刻的TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000028
提取t时刻的TB估计
Figure BDA0003789436380000029
作为优选的技术方案，步骤(1.2)具体为：交织器Π通常为行列交织器，或其他任意类型的交织器，对于比特序列，序列间的叠加为逐位模2加，表示为符号
Figure BDA00037894363800000210
交织后序列
Figure BDA00037894363800000211
与码字序列
Figure BDA00037894363800000212
Figure BDA0003789436380000031
进行逐位模2加后，得到t时刻的发送码字
Figure BDA0003789436380000032
其中每位：
Figure BDA0003789436380000033
作为优选的技术方案，在步骤(2)中，在采用两阶段译码算法进行译码之前，包括在接收端进行初始化的步骤，具体为：
根据接收向量y(t)，初始化对数似然比向量
Figure BDA0003789436380000034
传入正规图：
Figure BDA0003789436380000035
作为优选的技术方案，其特征在于，在步骤(2.1)中，结合t-1时刻的TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000036
消除对向量L(t)的影响，按照如下步骤进行：
(2.1.1)将码字序列估计
Figure BDA0003789436380000037
按照交织器Π交织为长度为nB的序列
Figure BDA0003789436380000038
(2.1.2)对于i＝0，1，…，nB-1，更新
Figure BDA0003789436380000039
为
Figure BDA00037894363800000310
其中
Figure BDA00037894363800000311
分别是L(t)，
Figure BDA00037894363800000312
的第i个分量。
作为优选的技术方案，步骤(2.1)中，在正规图上进行译码，具体为：对于时刻0≤t≤L-1，收到t时刻，t+1时刻和t+2时刻的接收向量y(t)，y(t+1)和y(t+2)后，初始化为对数似然比向量L(t)，L(t+1)和L(t+2)，对于下标j＝0，1，执行以下步骤：
(2.1.1)初始化迭代次数计数器I＝0，将L(t+j)初始化至正规图第1层，L(t+j+1)初始化至第2层；
(2.1.2)前向传播：对于h＝1，2，按照节点+、节点Π、节点＝、LDPC译码节点、节点＝、节点Π、节点+的顺序更新节点，处理第h层信息；
(2.1.3)后向传播：对于h＝2，1，节点+、节点Π、节点＝、LDPC译码节点、节点＝、节点Π、节点+的顺序更新节点，处理第h层信息；
(2.1.4)设置I＝I+1，如果译码达到最大迭代次数I＝Imax，或第1层TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000041
中的所有子序列均通过LDPC校验，则结束译码，得到v(t+j)的估计
Figure BDA0003789436380000042
并设置j＝j+1，回到步骤(2.1.1)；否则，回到步骤(2.1.2)，进行下一次迭代。
作为优选的技术方案，步骤(2.1)中，子序列译码的终止，具体为：
设t时刻下某子码字估计为
Figure BDA0003789436380000043
其中0≤b≤B-1，若
Figure BDA0003789436380000044
通过了LDPC校验，则判定该子序列译码成功，并根据译码结果
Figure BDA0003789436380000045
消除子码字
Figure BDA0003789436380000046
对正规图的影响，在后续的译码中不再更新子码字
Figure BDA0003789436380000047
对应的边消息。
作为优选的技术方案，步骤(2.2)中，得到
Figure BDA0003789436380000048
后，结合t时刻的接收向量y(t)，t+1时刻的接收向量y(t+1)，t-1时刻的TB码字序列估计
Figure BDA0003789436380000049
以及t+1时刻的TB码字序列估计
Figure BDA00037894363800000410
再次尝试恢复t时刻的TB码字序列估计
Figure BDA00037894363800000411
具体为：
根据正规图上t+1时刻对应层，t-1时刻对应层与正规图上t时刻对应层之间连接的边信息，更新正规图上t时刻的节点+，节点＝，然后启动LDPC译码器，译出t时刻的TB码字序列估计
Figure BDA00037894363800000412
作为优选的技术方案，多个LDPC码为相同类型的LDPC码，或为不同类型的LDPC码。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明提出一种面向多个LDPC码的叠加传输方案，其不借助额外传输资源实现重传，且在保持相似编码器/译码器结构和高吞吐量的情况下，实现对LDPC码传输性能的提升。
记LDPC码的校验矩阵为H，则其码字v满足约束vHT＝0，本发明可以利用LDPC这一自身校验关系，判断译码结果是否可靠。此外，还可以借助其他校验方式，进一步增强译码端对译码结果可靠性的判断。例如在5G的物理层协议中，每个待传输的TB会被分割为多个CB，而每个CB会被分别添加CRC用于校验。CRC校验的误纠性能与其校验位长有关，若校验位长为J，则CRC漏检率约2-J为。利用以上条件，结合叠加编码的方法，能够实现一种无需反馈重传的可靠传输方案。
对比传统的LDPC码传输方案，本发明提出的叠加传输方案配置灵活，交织器构造简单，支持传输的LDPC码类型、码长不受限制，数量灵活可调，可以在不消耗额外带宽的条件下，进一步提高现有LDPC码传输的可靠性。方案还利用LDPC码自身的校验或外部的校验，引入任意子码字可提前终止译码机制，使叠加传输方案的译码复杂度在高信噪比下与LDPC码传输方案相当，满足数据传输中高吞吐量的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例面向多个LDPC码的叠加传输方法中编码步骤的示意图；
图2为本发明实施例面向多个LDPC码的叠加传输方法中译码步骤的示意图；
图3(a)、图3(b)为实施例1中面向不同5G LDPC码作的叠加传输方案时BER曲线、FER曲线示意图；
图4为实施例1中译码平均迭代次数对比示意图；
图5(a)、图5(b)为实施例2面向RS-based QC-LDPC码的叠加传输方案时BER曲线、FER曲线示意图(传输码字B＝7)；
图6(a)、图6(b)为面向RS-based QC-LDPC码的叠加传输方案时BER曲线、FER曲线示意图(传输码字B＝8)。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
本实施例一种面向多个LDPC码叠加传输方法，包括在发送端的编码步骤和在接收端的译码步骤，具体为：
如图1所示，在发送端：考虑待传输的L组传输块(Transport Block,TB)u(t),0≤t≤L-1。首先，将传输块u(t)等分为B组长度均为k的码块(Code Block，CB)，送入LDPC编码器，得到总长度为nB的码字序列v(t)；接着，将v(t-1)经过交织器Π交织后叠加到v(t)上，得到t时刻的发送码字c(t)。
如图2所示，在接收端：采用两阶段译码算法恢复发送数据，具体为：在第一阶段，收到t时刻的接收向量y(t)后，根据t-1时刻的译码结果消除影响，并利用原有的LDPC译码器进行译码；在第二阶段，收到t+1时刻的接收向量y(t+1)后，结合LDPC校验，在正规图上通过消息传递算法再次尝试恢复第一阶段未译出的信息，从而输出t时刻的TB估计序列
Figure BDA0003789436380000071
实施例1
本实施例1提供的是一种面向5G LDPC码的叠加传输方法，并将该方法应用在AWGN信道下进行了蒙特卡洛仿真实验。图3(a)、图3(b)采用了[528，264]，[1056，528]和[2112，1056]的5G LDPC码作为基本码，并根据5G协议为每个CB添加了生成多项式为D24+D23+D6+D5+D+1的24比特CRC。仿真中滑窗迭代译码的最大迭代次数Imax＝5，基本码译码采用SPA算法，最大迭代次数设为30次。作为对比，对5G LDPC码单独译码时的最大迭代次数为50次。同时，实验还对每层码长相同，但基本码的码长和数量不同的方案进行了比较，方案分别采用每层B＝32个[528，264]5G LDPC码，每层B＝16个[1056，528]5G LDPC码和每层B＝8个[2112，1056]5G LDPC码，由于为每个CB分配了CRC校验位，结合方案截断长度L＝1000，计算相应码率分别为0.454，0.477和0.488。
如图3(a)、图3(b)所示本实施例采用不同5G LDPC码作为基本码的方案译码性能，即图3(a)显示的BER曲线，图3(b)显示的FER曲线。从图3(a)、图3(b)的曲线可知，5G LDPC叠加传输方案在较低SNR上，误码率高于对应的5GLDPC码；随着SNR的升高，方案则体现出明显增益，说明5G LDPC叠加传输方案为5GLDPC码的性能带来了进一步的提升。
进一步的，图4比较了5G LDPC叠加传输方案和5G-LDPC方案的译码复杂度。根据算法实现，他们的译码复杂度均为O((dvk+dcn)I)，其中dv，dc为LDPC码等号节点和校验节点的度数，I为基本码译码迭代的次数，根据不同的终止条件，有不同的值。由于译码算法在执行的过程中，复杂度主要取决于基本码的迭代译码，因此主要比较不同方案下每个码字译码时的平均迭代次数Iavg。在低SNR区域，即5G LDPC叠加传输方案的瀑布区之前，其每个码字译码的平均迭代次数均比单独译码要高，而在高SNR区域，两者的平均迭代次数相当。
实施例2
本实施例2提供的是一种面向RS-based QC-LDPC码的叠加传输方法，为了进一步说明方案的有效性，还对行重为64，列重为4，码长为4672，维度为4383，码率为0.938的QC-LDPC码的叠加传输方案进行了仿真。
选择有限域GF(29)。在GF(29)中，非零元素为29-1＝511个，511质因数分解为511＝73×7，最小质因子为7。故GF(29)具有循环子群
Figure BDA0003789436380000081
基于循环子群
Figure BDA0003789436380000083
构造行重ρ＝64，列重γ＝4的基矩阵BRS，73(4，73)：
Figure BDA0003789436380000082
将矩阵的最后9列删去，得到BRS，73(4，64)：
Figure BDA0003789436380000091
将矩阵BRS，73(4，64)散列为4×64的73×73的阵列HRS，73(4，64)，HRS，73(4，64)即为QC-LDPC码的校验矩阵。
在叠加传输方案中记忆长度L＝100，译码延时d固定为1。交织器为行列交织器，每层传输的码字数B＝8，其FER和BER性能曲线如图5(a)、图5(b)所示，从曲线中能够观察到，在BER约为10-8处，叠加传输方案相较对应的QC-LDPC码有1dB左右的增益，说明QC-LDPC叠加传输方案为QC-LDPC码的性能带来了进一步的提升。
此外，还对码长更长的QC-LDPC码叠加传输方案进行了仿真。采用了行重为85，列重为4，码长为7225，维度为6888，码率为0.95335的QC-LDPC码。选择有限域GF(28)。在GF(28)中，非零元素为28-1＝255个，255质因数分解为255＝3×5×17，最小质因子为3。故GF(28)具有循环子群
Figure BDA0003789436380000092
基于循环子群
Figure BDA0003789436380000093
构造行重ρ＝85，列重γ＝4的基矩阵BRS，85(4，85)：
Figure BDA0003789436380000094
将矩阵BRS，85(4，85)散列为4×85的85×85的阵列HRS，85(4，85)，HRS，85(4，85)即为QC-LDPC码的校验矩阵。
在叠加传输方案中记忆长度L＝300，译码延时d固定为1，交织器为行列交织器，每层传输的码字数B＝16，其FER和BER性能曲线如图6(a)、图6(b)所示，可以观察到，采用了更长的QC-LDPC码后，叠加传输方案在较低SNR上，误码率高于对应的QC-LDPC码；随着SNR的升高，方案则体现出明显增益，说明QC-LDPC码叠加传输方案为QC-LDPC码的性能带来了进一步的提升。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其他介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.面向多个LDPC码的叠加传输方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)在发送端，设有L组长度均为kB的传输块u(t)(简称之为TB)待传输，在t＝0,1,…,L-1时刻，按照以下步骤进行编码：
(1.1)将t时刻的TBu(t)分割为B组长度均为k的码块CB后，经过LDPC编码为子码字，合并得到长度为nB的码字序列v(t)；
(1.2)将t-1时刻的码字序列v(t-1)经过交织器Π交织得到交织后序列w(t-1)，与码字序列v(t)叠加后，得到t时刻的发送码字c(t)；
(2)在接收端，设接收向量y(t)为长度为nB的t时刻发送码字c(t)噪声版本，对于时刻0≤t≤L-1，当接收端收到接收向量y(t)后，采用两阶段译码算法进行译码，得到对t时刻传输块u(t)的估计
Figure FDA0003789436370000011
具体为：
(2.1)第一阶段译码：在收到t时刻,t+1时刻和t+2时刻的接收向量y(t),y(t+1)和y(t+2)后，初始化为对数似然比向量L(t)，L(t+1)和L(t+2)，结合t-1时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000012
在正规图上通过消息传递算法译出t时刻和t+1时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000013
和
Figure FDA0003789436370000014
其中任意子序列一旦满足相应的校验矩阵，可提前终止该子序列的译码；
(2.2)第二阶段译码：结合t时刻的接收向量y(t)，t+1时刻的接收向量y(t+1)，t-1时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000015
以及t+1时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000016
再次恢复t时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000017
(2.3)根据LDPC码的编码规则，从t时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000018
提取t时刻的TB估计
Figure FDA0003789436370000019
2.根据权利要求1所述面向多个LDPC码的叠加传输方法，其特征在于，步骤(1.2)具体为：交织器Π通常为行列交织器，或其他任意类型的交织器，对于比特序列，序列间的叠加为逐位模2加,表示为符号⊕，交织后序列
Figure FDA00037894363700000110
与码字序列
Figure FDA00037894363700000111
进行逐位模2加后，得到t时刻的发送码字
Figure FDA00037894363700000112
其中每位：
Figure FDA00037894363700000113
3.根据权利要求1所述面向多个LDPC码的叠加传输方法，其特征在于，在步骤(2)中，在采用两阶段译码算法进行译码之前，包括在接收端进行初始化的步骤，具体为：
根据接收向量y(t)，初始化对数似然比向量
Figure FDA0003789436370000021
传入正规图：
Figure FDA0003789436370000022
4.根据权利要求1所述面向多个LDPC码的叠加传输方法，其特征在于，在步骤(2.1)中，结合t-1时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000023
消除对向量L(t)的影响，按照如下步骤进行：
(2.1.1)将码字序列估计
Figure FDA0003789436370000024
按照交织器Π交织为长度为nB的序列
Figure FDA0003789436370000025
(2.1.2)对于i＝0,1,…,nB-1，更新
Figure FDA0003789436370000026
为
Figure FDA0003789436370000027
其中
Figure FDA0003789436370000028
分别是L(t),
Figure FDA0003789436370000029
的第i个分量。
5.根据权利要求1所述面向多个LDPC码的叠加传输方法，其特征在于，步骤(2.1)中，在正规图上进行译码，具体为：对于时刻0≤t≤L-1，收到t时刻,t+1时刻和t+2时刻的接收向量y(t),y(t+1)和y(t+2)后，初始化为对数似然比向量L(t)，L(t+1)和L(t+2)，对于下标j＝0，1，执行以下步骤：
(2.1.1)初始化迭代次数计数器I＝0，将L(t+j)初始化至正规图第1层，L(t+j+1)初始化至第2层；
(2.1.2)前向传播：对于h＝1,2，按照节点+、节点Π、节点＝、LDPC译码节点、节点＝、节点Π、节点+的顺序更新节点，处理第h层信息；
(2.1.3)后向传播：对于h＝2,1，节点+、节点Π、节点＝、LDPC译码节点、节点＝、节点Π、节点+的顺序更新节点，处理第h层信息；
(2.1.4)设置I＝I+1，如果译码达到最大迭代次数I＝Imax，或第1层TB码字序列估计
Figure FDA00037894363700000210
中的所有子序列均通过LDPC校验，则结束译码，得到v(t+j)的估计
Figure FDA0003789436370000031
并设置j＝j+1，回到步骤(2.1.1)；否则，回到步骤(2.1.2)，进行下一次迭代。
6.根据权利要求1所述面向多个LDPC码的叠加传输方法，其特征在于，步骤(2.1)中，子序列译码的终止，具体为：
设t时刻下某子码字估计为
Figure FDA0003789436370000032
其中0≤b≤B-1，若
Figure FDA0003789436370000033
通过了LDPC校验，则判定该子序列译码成功，并根据译码结果
Figure FDA0003789436370000034
消除子码字
Figure FDA0003789436370000035
对正规图的影响，在后续的译码中不再更新子码字
Figure FDA0003789436370000036
对应的边消息。
7.根据权利要求1所述面向多个LDPC码的叠加传输方法，其特征在于，步骤(2.2)中，得到
Figure FDA0003789436370000037
后，结合t时刻的接收向量y(t)，t+1时刻的接收向量y(t+1)，t-1时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000038
以及t+1时刻的TB码字序列估计
Figure FDA0003789436370000039
再次尝试恢复t时刻的TB码字序列估计
Figure FDA00037894363700000310
具体为：
根据正规图上t+1时刻对应层，t-1时刻对应层与正规图上t时刻对应层之间连接的边信息，更新正规图上t时刻的节点+，节点＝，然后启动LDPC译码器，译出t时刻的TB码字序列估计
Figure FDA00037894363700000311
8.根据权利要求5所述面向多个LDPC码的叠加传输方法，其特征在于，多个LDPC码为相同类型的LDPC码，或为不同类型的LDPC码。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105959015A (zh) * 2016-04-22 2016-09-21 西安电子科技大学 基于最小多面体模型的ldpc码线性规划译码方法
CN108199723A (zh) * 2018-01-12 2018-06-22 暨南大学 一种基于双递归的分组马尔可夫叠加编码方法
CN110166171A (zh) * 2018-03-19 2019-08-23 西安电子科技大学 多元ldpc码基于ems的分段式补偿高性能译码方案
CN112600568A (zh) * 2020-12-04 2021-04-02 天津大学 结合非标准6阶调制与ldpc码的编码调制传输方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105959015A (zh) * 2016-04-22 2016-09-21 西安电子科技大学 基于最小多面体模型的ldpc码线性规划译码方法
CN108199723A (zh) * 2018-01-12 2018-06-22 暨南大学 一种基于双递归的分组马尔可夫叠加编码方法
CN110166171A (zh) * 2018-03-19 2019-08-23 西安电子科技大学 多元ldpc码基于ems的分段式补偿高性能译码方案
CN112600568A (zh) * 2020-12-04 2021-04-02 天津大学 结合非标准6阶调制与ldpc码的编码调制传输方法

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