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专利号: 2019103944563
申请人: 武汉纺织大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于匹配追踪的LDPC码的硬判决译码方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:构建伴随式、校验矩阵以及差错图案之间的稀疏约束模型;

步骤2:对接收信号进行硬判决,得到接收码字;

步骤3:将接收信号向量中每个接受信号进行绝对值归一化预处理,得到预处理后接受信号,以此作为可信度值;

步骤4:根据码字向量计算伴随式,并利用伴随式对码字向量进行校验;

步骤5:利用码字、可信度向量和校验矩阵进行迭代译码求解差错图案;

步骤6:根据差错图案,计算译码输出码字,译码结束。

2.根据权利要求1中所述的基于匹配追踪的LDPC码的硬判决译码方法,其特征在于,步骤1中所述构建伴随式、校验矩阵以及差错图案约束模型为:根据线性分组码的基本理论,伴随式s(m×1维列向量)、校验矩阵H(m×n维矩阵)和差错图案E(m×1维列向量)之间满足稀疏约束关系:S=HE=e1H1+…+eiHi+…+enHn其中,差错图案E的转置可写成行向量E'=(e1,…,ei,…en),ei是其第i个元素,Hi表示检验矩阵H=(H1,…,Hi,…,Hn)的第i列;

差错图案E大部分元素是0,只有少部分元素是1,即它具有稀疏结构,且由于LDPC码的校验矩阵H具有良好的随机性,满足压缩感知理论的RIP条件,因此,可以借用压缩感知和稀疏信号处理理论来求解差错图案E。

3.根据权利要求1中所述的基于匹配追踪的LDPC码的硬判决译码方法,其特征在于,步骤2中所述接收到的一组信号可以表示为向量的形式:y=(y1,…,yi,…,yn);

步骤2中所述接收信号进行硬判决为:

判决规则是

其中, 为接受信号向量y=(y1,…,yi,…,yn)中第i(i=1,2,…,n)个信号yi判决得到的信息比特;

步骤2中所述码字为一向量

4.根据权利要求1中所述的基于匹配追踪的LDPC码的硬判决译码方法,其特征在于,步骤3中所述每个接受信号进行绝对值归一化预处理为:δi=|yi|/max|y|(i=1,2,…,n)其中,δi为第i个比特 等于0或1的可信度,δi值越小,可信度越低。

5.根据权利要求1中所述的基于匹配追踪的LDPC码的硬判决译码方法,其特征在于,步骤4中所述根据码字向量 计算伴随式s为:其中, 是码字向量 的转置,H是校验矩阵;

步骤4中所述利用伴随式对码字向量进行校验为:当s为全零向量,校验成功,将 作为正确码字向量输出;否则执行步骤5的迭代译码。

6.根据权利要求1中所述的基于匹配追踪的LDPC码的硬判决译码方法,其特征在于,步骤5中所述迭代译码求解差错图案具体过程包括以下步骤:设最大迭代次数为t;

步骤5.1:将残差初始化为伴随式s,记为R0=S,可信度初始化为δ0=δ=(δ1,…,δi,…δn),错图案E初始化为全零向量;

步骤5.2:在第k(1≤k≤t)轮迭代中,求残差Rk-1与检验矩阵 每一列的汉明距离dk, 为n维行向量,残差Rk-1与Hi的汉明距离 的计算公式为:

其中,符号 表示模2和运算,||·||0表示求向量的0范数,即向量中不为0的元素的个数;

汉明距离用来度量残差和检验矩阵每列之间的匹配程度,汉明距离越小,相似度就越高;

步骤5.3:在第k轮迭代中,从 中选出最小汉明距离 对应的列*

作为匹配的稀疏表征的原子,并记录序号i ;若汉明距离最小的列有多个,即存在对应的列为 则从这组列中选取可信度值 最小的比特 对应的列 并记录序号i*;

步骤5.4:在第k轮迭代中,根据已经选出的列 和上一轮迭代的残差Rk-1,计算残差Rk,计算方法如下步骤5.5:在第k轮迭代中,对选出的序号i*对应的可信度进行更新,其他的可信度不变,更新之后的可信度记为 计算方法为:步骤5.6:判断是否满足迭代终止条件(Rk=0或迭代次数k≥t),若满足,则退出迭代循环,否则重复步骤5.2,进行下一轮迭代。

7.根据权利要求1中所述的基于匹配追踪的LDPC码的硬判决译码方法,其特征在于,步骤6中所述求解差错图案为:根据步骤5中迭代选出的列 对应的序号(i*,…,k,…,p),将差错图案即E中对应位置的元素 置1,而其他元素为0,即转置步骤6中所述译码输出码字向量为: