[發(fā)明專利]基于LDPC碼的可見光通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510582665.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN105281835B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳一碩;蘇雁泳;薛棟;董超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116;H03M13/11
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 楊立超

1.基于LDPC碼的可見光通信方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、建立可見光通信系統(tǒng)模型：

Y(t)=TX(t)⊗h(t)+N(t)---(1)]]>

式中，t表示時(shí)間，Y(t)為接收信號(hào)的幅度值，T為光電轉(zhuǎn)換系數(shù)，X(t)為發(fā)送信號(hào)的光功率，h(t)為可見光信道的沖擊響應(yīng)，N(t)為加性高斯白噪聲；

步驟2、編碼：

步驟2.1、首先構(gòu)造索引矩陣G，設(shè)索引矩陣G的維數(shù)為k×l，元素來自GF(M)域，GF(M)域?yàn)镸階有限域；索引矩陣G的第(α,β)個(gè)元素G_α,β＝a^βb^α，0≤α≤k,0≤β≤l，a,b均為素?cái)?shù)，索引矩陣G可表示為：

G=1a...al-1bab...al-1b...bk-1abk-1...al-1bk-1---(2)]]>

然后以G中元素值作為校驗(yàn)矩陣H中子矩陣的循環(huán)位數(shù)，構(gòu)造校驗(yàn)矩陣H，設(shè)單位陣I和零矩陣的維數(shù)為q，H的維數(shù)為kq×lq，令M＝kq，N＝lq，l'＝l-k＝(N-M)/q；

I_a表示把單位陣I右循環(huán)移位a位，I_b表示把單位陣I右循環(huán)移位b位，以此類推I_(·)表示把單位陣I右循環(huán)移位(·)位；

步驟2.2、QC-LDPC快速編碼：

設(shè)信息向量為s＝[s₁ s₂ ... s_K]，校驗(yàn)向量為p＝[p₁ p₂ ... p_M]，編碼后的碼字向量為c＝[s p]，其長度為N＝K+M；

根據(jù)校驗(yàn)等式H·c^T＝0得到碼字向量方程組，求得p₁^T；由遞歸得到p₂^T，p₃^T，直到p_M^T；

得到p_i后，校驗(yàn)向量p就能夠確定，實(shí)現(xiàn)快速編碼；

步驟3、譯碼：

步驟3.1、初始化：

預(yù)先設(shè)定一個(gè)高斯信道下信息的先驗(yàn)概率為：

ln=log(P(xn=0|y)P(xn=1|y))=2ynσ2---(4)]]>

其中，σ²為加性高斯白噪聲方差；x指信道的輸入，即信源，x_n為信源輸出的第n個(gè)比特；y指信道的輸出，即信宿，y_n為信宿接受到的第n個(gè)比特；

步驟3.2、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的更新公式如公式(5)所示：n在更新公式中記為信息節(jié)點(diǎn)n，

Lmn=Πn′∈N(m)/nsign(Zn′m)minn′∈N(m)/n|Zn′m|---(5)]]>

其中，L_mn為校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m傳給信息節(jié)點(diǎn)n的消息；N(m)表示參與公式(5)的所有比特集合,N(m)/n表示除去第n個(gè)比特的集合，n′為集合N(m)/n中的一個(gè)比特，Z_n′m表示從信息節(jié)點(diǎn)n′傳給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m的信息；

步驟3.3、變量節(jié)點(diǎn)的處理和更新：

從信息節(jié)點(diǎn)n傳給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m的消息Z_nm和信息節(jié)點(diǎn)n的后驗(yàn)概率LQ_n分別由式(6)和式(7)得到：

Znm=μ·[ln+Σm′∈N(m)/nLm′n]---(6)]]>

LQn=ln+Σm∈N(m)Lmn---(7)]]>

其中，m′為N(m)/n集合中的一個(gè)比特，L_m'n表示校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m′傳給信息節(jié)點(diǎn)n的消息，μ為乘性因子；

步驟3.4、譯碼判決：

計(jì)算全部信息節(jié)點(diǎn)的后驗(yàn)概率LQ_n，當(dāng)LQ_n＞0時(shí)，該信息位判決為否則最終完成LDPC碼的譯碼。