為了滿足5G新無(wú)線對(duì)標(biāo)準(zhǔn)低密度奇偶校驗(yàn)（low-density parity-check,LDPC）碼糾錯(cuò)譯碼器的要求,提出一種基于歸一化最小和算法的單最小值算法。利用一次絕對(duì)最小值計(jì)算和近似第二最小值代替兩次最小值計(jì)算,減少譯碼器的運(yùn)算復(fù)雜度。通過(guò)密度進(jìn)化理論計(jì)算歸一化因子α,利用加權(quán)平均修正出最優(yōu)的α值提前存儲(chǔ),可以在不消耗額外計(jì)算資源的前提下改善由于使用單最小值而損失的性能。提出一種分層譯碼器結(jié)構(gòu),利用值重用技術(shù)實(shí)現(xiàn)減少內(nèi)存和計(jì)算資源消耗。仿真結(jié)果證明,在比特錯(cuò)誤率（bit errorratio,BER）為10^-5時(shí),所提算法比現(xiàn)有的單最小值算法有大約0.2 dB的增益,也比傳統(tǒng)歸一化最小和算法擁有更好的譯碼性能和收斂速度。 

【文章來(lái)源】：重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,32(01)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

ZC=64,(3 328,640)5G NR標(biāo)準(zhǔn)LDPC碼,

5G NR標(biāo)準(zhǔn)LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H由基矩陣HBG定義。HBG包含Nb列和Mb行,其中每個(gè)元素都對(duì)應(yīng)著H中的一個(gè)子矩陣塊,每個(gè)子矩陣塊的維度為ZC×ZC。用全0矩陣去替換HBG中的-1值,用循環(huán)置換矩陣I(pi,j)替換HBG中的Pi,j值,其中I(pi,j)是維數(shù)為ZC×ZC的單位矩陣右循環(huán)Pi,j次獲得,ZC是矩陣的擴(kuò)展因子,其值大小與編譯碼器的吞吐量相關(guān)[18]。圖1給出了示例,圖的左側(cè)是3×4的HBG矩陣,在ZC=3時(shí)將生成右側(cè)的校驗(yàn)矩陣H。1.2 基于BP的LDPC譯碼算法

圖2給出了適用于DE-SMMS算法的譯碼器結(jié)構(gòu),對(duì)于每一層的譯碼處理,V2C消息根據(jù) (2) 式生成,并存入FIFO buffer,同時(shí)提取V2C的符號(hào)存入V2C符號(hào)內(nèi)存。對(duì)于每個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn),比較其相鄰的所有變量節(jié)點(diǎn)的V2C消息幅度,提取出最小值及其索引,然后進(jìn)行最小值處理,根據(jù)(9)式將最小值或近似最小值輸入C2V處理器中。生成Lk之后更新判決消息Zn。同時(shí)也將Lk存儲(chǔ)在C2V寄存器中,與存儲(chǔ)在V2C sign FIFO中的符號(hào)值進(jìn)行運(yùn)算恢復(fù)C2V消息值,以供V2C消息的更新。上述更新結(jié)束后,一層的譯碼就完成了。該譯碼器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于不需要為硬判決消息Zn分配單獨(dú)的內(nèi)存資源,并且通過(guò)重復(fù)使用生成的C2V消息簡(jiǎn)化譯碼過(guò)程中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算,減少了計(jì)算資源的消耗。3 仿真分析


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