[發明專利]基于BADMM的低密度奇偶檢驗碼線性規劃譯碼方法

有效

• 申請號: 201711402979.5
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108199721B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 王勇超;杜倩;白晶
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;西安中電科西電科大雷達技術協同創新研究院有限公司
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11;H04L1/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

一種基于BADMM的低密度奇偶檢驗碼線性規劃譯碼方法，解決了現有技術的低密度奇偶檢驗碼譯碼方法譯碼速率慢，迭代次數多的問題。本發明實現方法的步驟：計算對數似然比值；初始化譯碼參數；利用布雷格曼拉格朗日公式，計算當前交替方向迭代的待譯碼的低密度奇偶校驗碼每個碼元的值；利用布雷格曼拉格朗日公式，計算當前交替方向迭代的低密度奇偶校驗碼校驗矩陣每個檢驗節點對應的校驗向量；利用布雷格曼拉格朗日公式，計算當前交替方向迭代的低密度奇偶校驗碼校驗矩陣每個檢驗節點對應的拉格朗日乘子向量；譯碼終止判決；譯碼結果輸出。本發明收斂速度快，減少了迭代次數，提高了譯碼速率。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及信道編碼技術領域中一種基于布雷格曼交替方向乘子法BADMM(Bregman Alternating Direction Method of Multipliers)的低密度奇偶檢驗LDPC(Low-Density Parity-Check)碼線性規劃譯碼方法。本發明可用于深空通信、光纖通信和音頻廣播等領域對所傳遞的消息進行譯碼。

背景技術

低密度奇偶檢驗LDPC(Low-Density Parity-Check)碼譯碼方法分為兩類：消息傳遞類方法和線性規劃譯碼方法。消息傳遞類方法，如置信傳播BP(Belief Propagation)，具有實現簡單、譯碼復雜度較低等優勢，但是存在易受短環影響、難以數學分析，在高信噪比區域會出現錯誤平層等缺點。線性規劃譯碼方法基于凸優化理論，具有最大似然特點，便于數學分析，但是由于沒有充分利用低密度奇偶檢驗LDPC(Low-Density Parity-Check)碼校驗矩陣稀疏的特點，譯碼復雜度較高，譯碼速度慢。

山東大學在其擁有的專利技術“一種應用于LDPC碼的自適應線性規劃譯碼算法”(授權公告日：2013年6月5日，授權公告號：CN 102148619B)中公開了一種自適應的低密度奇偶檢驗LDPC(Low-Density Parity-Check)碼線性規劃譯碼方法。該專利申請中的譯碼方法是，通過自適應地對當前錯誤解添加有效的奇偶校驗，有目的的收緊線性規劃的可行域范圍，因此相對于傳統的低密度奇偶檢驗LDPC(Low-Density Parity-Check)碼線性規劃譯碼，整個譯碼過程中所用到的奇偶校驗大大減少。該方法雖然解決了低密度奇偶檢驗LDPC(Low-Density Parity-Check)碼的線性規劃譯碼方法譯碼速率低的問題，但是仍然存在的不足之處是，譯碼過程中需要多次對標準線性規劃求解，計算量大，復雜度高，不利于硬件實現。

Barman等人在其發表的論文“Decomposition methods for large scale LPdecoding”(IEEE International Conference on Data Engineering,Hannover,2011:253-260.)中提出了一種基于交替方向乘子法ADMM(Alternating Direction Method ofMultiplier)的低密度奇偶檢驗LDPC(Low-Density Parity-Check)碼線性規劃譯碼方法。該方法通過對低密度奇偶檢驗LDPC(Low-Density Parity-Check)碼建立線性規劃模型，再通過交替方向乘子法ADMM(Alternating Direction Method of Multiplier)對待譯碼的碼元和校驗節點對應的向量進行交替方向迭代求解，使譯碼效率相對于利用標準線性規劃求解的譯碼方法大大提高。但是，該方法仍然存在的不足之處是：當前交替方向迭代的待譯碼碼元的值沒有利用上次交替方向迭代的待譯碼碼元的值，并且，當前交替方向迭代的低密度奇偶校驗碼校驗矩陣中檢驗節點對應的校驗向量沒有利用上次交替方向迭代的低密度奇偶校驗碼校驗矩陣中檢驗節點對應的校驗向量，需要進行多次迭代才能達到收斂條件，導致譯碼速度慢，譯碼效率不高。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種基于布雷格曼交替方向乘子法BADMM的低密度奇偶檢驗碼線性規劃譯碼方法，可實現低密度奇偶檢驗碼線性規劃譯碼方法的快速收斂，減少譯碼迭代次數，提高譯碼速率。