[發(fā)明專利]LDPC調(diào)制系統(tǒng)的聯(lián)合迭代接收機(jī)線性優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410834234.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN104506278A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃平;譚國(guó)平;李岳衡;居美艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00;H04L27/34;H03M13/11
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LDPC調(diào)制系統(tǒng)的聯(lián)合迭代接收機(jī)線性優(yōu)化方法，屬于編碼調(diào)制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

各種通信系統(tǒng)中，傳輸比特受信道隨機(jī)噪聲的影響而產(chǎn)生隨機(jī)錯(cuò)誤。理論和實(shí)踐證明，通過(guò)引入冗余度來(lái)提供傳輸可靠性的糾錯(cuò)編碼方法是一類行之有效的手段。而近年來(lái)引入的Turbo碼和低密度校驗(yàn)(Low-Density?Parity-Check,LDPC)碼是至今發(fā)現(xiàn)的糾錯(cuò)能力最強(qiáng)的編碼方案之一。相比于Turbo碼而言，LDPC碼的設(shè)計(jì)更為靈活，LDPC碼解碼算法的全并行結(jié)構(gòu)使得設(shè)計(jì)高吞吐率的LDPC解碼器更容易。因此，未來(lái)通信系統(tǒng)中有關(guān)信道編碼的標(biāo)準(zhǔn)化大都選用LDPC碼。

由于LDPC碼的靈活性和有效性，基于LDPC碼的編碼調(diào)制系統(tǒng)正成為一個(gè)重要的研究方向。比特交織編碼調(diào)制(BICM)通過(guò)將糾錯(cuò)編碼、比特級(jí)的交織器和高階調(diào)制串行級(jí)聯(lián)起來(lái)，能夠有效增進(jìn)編碼調(diào)制的時(shí)間分集效果，提高通信系統(tǒng)的帶寬和功率效率，是移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

為了進(jìn)一步提高BICM系統(tǒng)在AWGN和衰落信道下的性能，文獻(xiàn)[Li?Xiaodong,Chindapol?A.,and?Ritcey?J.A..“Bit-interleaved?coded?modulation?with?iterative?decoding?and?8PSK?signaling”.IEEE?Trans.on?Commu.,Aug.2002,50(8):1250-1257.]提出了BICM系統(tǒng)的迭代解調(diào)/解碼算法，即將解調(diào)器和譯碼器看作是兩個(gè)獨(dú)立的單元，在兩個(gè)單元之間交換軟信息進(jìn)行迭代解調(diào)/解碼。針對(duì)LDPC編碼的BICM系統(tǒng)，Brink進(jìn)而提出了一種新的聯(lián)合迭代解調(diào)/解碼算法[Brink?S.ten,Kramer?G.,and?Ashikhmin?A..“Design?of?low-density?parity-check?codes?for?modulation?and?detection.”IEEE?Trans.on?Communications,2004,52(4):670-678]，將解調(diào)器和LDPC碼的變量節(jié)點(diǎn)譯碼器看作一個(gè)單元，而把LDPC碼的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)譯碼器看作另一個(gè)單元，兩者之間交換軟信息進(jìn)行迭代解調(diào)解碼。類似的LDPC-BICM系統(tǒng)的聯(lián)合迭代接收算法可參見(jiàn)文獻(xiàn)[Nana?Y,Sharon?E,and?Litsyn?S.“Improved?decoding?of?LDPC?coded?modulations.”IEEE?Trans.on?Communications?Letters,2006,10(5):375-377]。仿真表明，對(duì)于LDPC碼編碼調(diào)制系統(tǒng)，這種聯(lián)合解調(diào)/解碼一體化的算法不僅計(jì)算復(fù)雜度低于傳統(tǒng)的解調(diào)/解碼算法，且性能也優(yōu)于傳統(tǒng)算法。

在LDPC編碼的BICM系統(tǒng)的迭代解調(diào)/解碼接收機(jī)中，BP迭代對(duì)于初始信道信息非常敏感，而實(shí)際系統(tǒng)中為了減小計(jì)算復(fù)雜度多采用次優(yōu)的解調(diào)算法，比如Max-LogMAP解調(diào)算法，導(dǎo)致其輸出的比特LLR值不能反映出對(duì)應(yīng)比特子信道的真實(shí)條件轉(zhuǎn)移概率。文獻(xiàn)[A.Martinez,A.G.Fabregas,G.Caire,and?F.M.J.Willems,“Bit?interleaved?coded?modulation?revisited:A?mismatched?decoding?perspective,”IEEE?Trans.Inform.Theory,vol.55,pp.2756–2765,Jun.2009]把這種軟解調(diào)器稱之為是不匹配的BICM接收機(jī)，即其對(duì)應(yīng)輸出的LLR和比特信道轉(zhuǎn)移概率是不匹配的。如果直接將該不匹配的LLR作為信道先驗(yàn)信息傳遞給下級(jí)信道解碼器，會(huì)造成解碼器的解碼性能劣化，尤其對(duì)于對(duì)初始迭代信息異常敏感的BP解碼器更是如此。因此有必要對(duì)軟解調(diào)器的不匹配輸出LLR值進(jìn)行優(yōu)化后再進(jìn)行聯(lián)合迭代解調(diào)/解碼。