[發明專利]非正則LDPC碼字的優化設計方法及系統

有效

• 申請號: 201711341648.5
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107959550B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 張彧;李清玉;馬平;宋健
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網浙江省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/11
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開非正則LDPC碼字的優化設計方法及系統，其中，方法包括系統模型LDPC編碼后的序列與連續相位調制器之間采用全局交織器進行建模，以得到非正則LDPC?CPM級聯系統模型，并將校驗節點的度分布擴展為在所有的度的取值點均可取值；應用雞群優化算法對非正則LDPC?CPM級聯系統模型進行度分布優化求解，以得到最優的度分布；依次考慮每個變量節點VN_j的第q條邊，并以該變量節點為頂點，通過子圖展開得到使當前子圖的環長最長的校驗節點集合P_t，以及從P_t中選擇出當前度最小的節點構成集合P_m，并從P_m中選擇使當前校驗節點的度分布最接近最優度分布的校驗節點并連入VN_j，從而得到符合最優度分布的校驗矩陣。本發明的方法具有誤碼率低，系統穩定性高的優點。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種非正則LDPC碼字的優化設計方法及系統。

背景技術

目前，長距離、大容量無線數據傳輸需求日益增長。為獲得盡量長的有效傳輸距離，恒模調制是一個有效的手段，能夠使功放工作在飽和放大區而不產生信號畸變。相關文獻指出，在變量節點和校驗節點的度分布分別固定的情況下，可以優化另一個，并給出了校驗節點度分布的近似的兩項表示，稱為“集中分布”。基于該集中分布，其他文獻對非正則LDPC碼字優化問題進行了進一步的研究。但顯然，“集中分布”只是校驗節點度分布的所有取值的一個很小的子集，難以得到最優解。

在級聯LDPC-CPM系統優化設計方面，相關文獻對LDPC與CPM級聯的一種特殊情況，即MSK進行了研究。另一文獻對CPM與LDPC級聯進行了研究，但該文獻提出了“部分交織”的假設，即交織只能在度相同的變量節點之間進行，并基于此提出了線性的最優化度分布的方法。然而，該假設在實際的系統中難以實現。在得到最優的度分布后，還需要對校驗矩陣進行設計，以達到期望的性能。其中，校驗矩陣中的短環會嚴重影響LDPC碼的糾錯性能。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一方面目的在于提出一種誤碼率低，系統穩定性高的非正則LDPC碼字的優化設計方法。

本發明另一方面目的在于提出非正則LDPC碼字的優化設計系統。

為達到上述目的，本發明一方面的實施例提出了一種非正則LDPC碼字的優化設計方法，包括以下步驟：系統模型LDPC編碼后的序列與連續相位調制器之間采用全局交織器進行建模，以得到非正則LDPC-CPM級聯系統模型，并將校驗節點的度分布擴展為在所有的度的取值點均可取值；應用雞群優化算法對所述非正則LDPC-CPM級聯系統模型進行度分布優化求解，以得到最優的度分布；在得到最優的度分布后，依次考慮每個變量節點VN_j的第q條邊，并以該變量節點為頂點，通過子圖展開得到使當前子圖的環長最長的校驗節點集合P_t，以及從所述P_t中選擇出當前度最小的節點構成集合P_m，并從P_m中選擇使當前校驗節點的度分布最接近最優度分布的校驗節點并連入VN_j，從而得到符合最優度分布的校驗矩陣。

根據本發明實施例的非正則LDPC碼字的優化設計方法，通過建立非正則LDPC-CPM級聯系統模型，并擴展校驗節點的度分布擴展成所有的度，應用雞群優化算法對非正則LDPC-CPM級聯系統模型進行度分布優化求解，然后依次考慮每個變量節點，得到當前子圖的環長最長的校驗節點，通過選擇使當前校驗節點的度分布最接近最優度分布的校驗節點，得到符合最優度分布的校驗矩陣。該方法具有在相同的信道條件下獲得更低的誤碼率，更高的數據傳輸可靠性，在無線通信系統中有廣闊的應用潛力等優點。

在一些示例中，所述非正則LDPC-CPM級聯系統模型中，數據接收端采用軟入軟出的方式進行迭代解碼。