• 沒有找到結果。

信念傳遞演算法並不適用於高密度奇偶校驗矩陣(High Density Parity Check Codes,HDPC),原因是有比較多的週期(cycle)使訊息傳遞並不獨立,另外發生錯 誤位置則可能會連接至過多的校正節點,而發生錯誤傳遞的問題。

在 AWGN 通道下,接收信號的 LLR 取絕對值|

L

(

c

i)|代表此位元解碼的信任度,

| ) (

|

L c

i 愈大被認為較不可能發生錯誤解信任度愈大,反之愈小被認為較有可能發生錯誤 且信任度愈小。

因此在適應性信念傳遞演算法中透過高斯消去法,將奇偶校驗矩陣化為一個低信任 度位置只連接至一個校驗節點,減少錯誤傳遞。以(7, 5)里德所羅門碼為範例,經高斯 消去後的奇偶校驗矩陣 tanner 圖如圖

圖 2-2、適應性演算法之奇偶校驗矩陣經高斯消去範例

經過高斯消去後,將可減少當低信任度位置發生錯誤時,經由訊息傳遞機制傳遞錯 誤的額外訊息影響其他位元,造成錯誤傳遞現象。

接下來將以圖形化說明錯誤傳遞現象,圖 2-1 是奇偶校驗矩陣之 Tanner 圖,圖中 週期 4 (cycle 4) 的部分所代表的是奇偶校驗矩陣中的高密度位置。在以下的討論中,

將以正值 (+)表示正確的 LLR 值,負值 (-)表示錯誤的 LLR 值,另外在沒有發生錯誤的 位置上,高信任度位置 LLR 的絕對值為 V ,低信任度位置的 LLR 的絕對值為 v,且 V>v;

若在發生錯誤的位置上,高信任度位置 LLR 的絕對值為 -V,低信任度位置的 LLR 的絕 對值為–v。在圖 2-1 中,我們假設位元節點 3 和位元節點 4 為低信任度位置,其他位 元節點為高信任度位置。

15

圖 2-3、位元節點 3 和位元節點 4 為低信任度位置 現在假設低信任度位置位元節 3 點發生錯誤,其 LLR 值為-v,表示圖如圖:

圖 2-4、高信任度位置發生一個錯誤

而經由信念傳遞(Belief Propagation)訊息傳遞機制額外消息量,我們以正值 (+E) 表示校驗節點傳遞正確的額外消息量,負值 (-E)表示傳遞錯誤的額外消息量,其中 E>0。而當信任度位置位元節 3 點發生錯誤時,校驗節點傳遞訊息的機制表示如圖:

圖 2-5、高密度位置發生一個錯誤時的訊息傳遞情況 16

由圖 2-5 可知,除了位元節點 3 收到正確的額外消息量以外,其餘位置皆接收到錯 誤的額外消息量,此錯誤傳遞可能造成碼字解碼失敗甚至無法收斂。

另外考慮適應性信念傳遞解碼,在低信任度位置位元節點 3 發生錯誤的情況,已知 可透過高斯消法的得到簡化梯式校驗矩陣,使得每個校驗節點僅連結至一個低信任度的 位元節點,而高密度位置為高信任度的位元節點。經由此動作,位元節點 3 和 4 將被移 至只連接到一個校驗節點的低密度位置,而位元節點 1 和 6 將被移至連接到兩個校驗節 點的高密度位置,說明圖如圖 2-6:

圖 2-6、經由高斯消去動作位元節點 3 和 4 移至低密度位置

圖 2-7、高密度位置發生一個錯誤時,經由高斯消去動作後的訊息傳遞情況 和圖 2-5 相比,可以看出位元節點 3 有機會被更正且高信任度位置僅有位元節點 2 收到錯誤的額外消息量,可以看出錯誤傳遞現象已大幅的減少。

接下來考慮兩個低信任度位置(位元節點 3 和 4)發生錯誤,假設 LLR 值為-v,說明圖如:

圖 2-8

17

圖 2-8、高信任度位置發生兩個錯誤

圖 2-9、高密度位置發生兩個錯誤時的訊息傳遞情況

由於週期 4 的關係,錯誤的位元節點 3 和 4 持續收到錯誤的額外消息量,而變得更 難正確解碼。同樣地,考慮適應性信念傳遞解碼,在低信任度位置位元節點 3 和 4 發生 錯誤的情況,透過高斯消法的得到簡化梯式校驗矩陣,使得每個校驗節點僅連結至一個 低信任度的位元節點,而高密度位置為高信任度的位元節點,說明圖如圖 2-10

18

圖 2-10、高密度位置發生兩個錯誤時,經由高斯消去動作後的訊息傳遞情況

和圖 2-9 相比,可以看出低信任度位元節點 3 和 4 有機會被更正,且只要高信任度 位置信任度 V 夠大,在疊代過程中便能不受到錯誤的額外消息量影響改變 LLR 的正負號 值,相較於圖 2-9,圖 2-10 經過高斯消去動作仍然較能抑制解碼失敗的發生。

19

相關文件