[發明專利]一種改進的LDPC碼的線性規劃譯碼方法

有效

• 申請號: 201110086722.X
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102130745A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 馬丕明;張嫻
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/11
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

技術領域

本發明涉及一種改進的、應用于LDPC碼的線性規劃譯碼方法，屬于通信技術領域。

背景技術

低密度奇偶校驗碼(Low?Densty?Parity?Check?Code，LDPC)是一類具有稀疏校驗矩陣的線性分組碼，由Robert?G.Gallager博士于1963年提出的。它不僅有逼近Shannon限的良好性能，而且譯碼復雜度較低，結構靈活，是近年信道編碼領域的研究熱點，目前已廣泛應用于深空通信、光纖通信、衛星數字視頻和音頻廣播等領域。因此對LDPC碼的譯碼算法的研究也尤為重要。

LDPC碼的線性規劃(linear?programming，LP)譯碼方法由J.Feldman等人于2005年提出，這種方法建立在線性規劃松弛的基礎上，是最大似然譯碼的一種近似。線性規劃譯碼具有最大似然特性，即，一旦線性規劃輸出為碼字，那么肯定是最大似然碼字。這個特性使得線性規劃譯碼器在性能分析方面比傳統迭代譯碼要方便很多。并且，一旦譯碼模型建立，便可利用優化算法來求解線性規劃問題。但在譯碼性能上，原始線性規劃譯碼雖然好過最小和譯碼，但還是不如置信算法。這是因為原始線性規劃譯碼模型中的可行域多面體是一個經過松弛的多面體，即有整數頂點，又有分數頂點，并且只有整數頂點才和碼字一一對應。線性規劃的最優解總在其可行多面體的頂點處取得，所以無論整數頂點還是分數頂點都是其可能最優解。當線性規劃收斂于分數解的時候，就會出現譯碼錯誤。所以，原始線性規劃譯碼雖然操作比較簡單，但譯碼性能不夠理想。“Using?linear?programming?to?decode?binary?linear?codes”【IEEE?Trans.Inf.Theory，vol.51，no.3，Mar.2005.】一文即屬于此列。

發明內容

針對原始線性規劃譯碼的譯碼性能不理想，本發明提出了一種改進的LDPC碼的線性規劃譯碼方法。該方法在原始線性規劃譯碼的基礎上，采用一種自適應尋找有效冗余校驗的算法，利用添加冗余校驗對原始線性規劃譯碼輸出的錯誤分數解進行糾正，從而改進譯碼的性能。

本發明譯碼方法是由以下方式來實現的：

一種改進的LDPC碼的線性規劃譯碼方法，用于通信系統信號接收端的譯碼模塊，以實現從含有噪聲及干擾的接收序列中最大化無失真地恢復出信道發端信息的功能；預先設C是一個具有m×n維校驗矩陣H＝{h_j，i}的n長二進制LDPC碼，I和J分別表示其變量節點的集合和校驗節點的集合，其中，I＝{1，2，......，n}，J＝{1，2，......，m}；N(j)表示同校驗節點j相連的變量節點的集合，即N(j)＝{i：i∈I，h_i，j＝1}；V表示N(j)的具有奇數個元素的子集；C_j表示第j個校驗節點的本地碼，即所有滿足第j個校驗方程的二進制序列的集合，P_j表示C_j的凸包；假設碼C中的碼字y經過一個二進制離散無記憶對稱信道后，信道收端接收到一個受過噪聲和干擾影響的序列y*；該方法步驟如下：

A.初始化

將信道收端收到的第i(i＝1，2，......，n)個變量節點的消息初始化為該節點的對數最大似然消息γ_i；在高斯白噪聲信道下，采用二進制相移鍵控調制時，