【技术实现步骤摘要】
一种水声通信中快速收敛的LDPC码译码方法
[0001]本专利技术属于通信
,涉及一种适用于水声通信的低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码的置信传播(Belief Propagation,BP)译码方法,具体是考虑水声通信信道中脉冲噪声的影响,设计LDPC码译码器,在不降低译码性能的前提下减少译码所需要的迭代次数,进而提升译码的收敛速度降低译码时延。
技术介绍
[0002]水下信息传输技术成为海洋信息化的关键,为海洋的信息化,智慧化提供了可能。水下通信技术对国家海洋资源开采、海洋环境监测以及保卫海洋安全等方面具有重要作用。水下无线信号传输的主要信息载体是电磁波、光波和声波,但是电磁波在水中的损耗很大,不能进行中长距离的可靠传输,光波在水下环境耗散很大也只能进行短距离传输。水声技术可以实现水下的中远距离通信,声信号是目前水下中长距离无线传输的唯一信息传输载体。另外,水声通信方式不用考虑线缆的部署以及损耗维护等因素,可以更加灵活地使用。因此,在水下场景中,常采用声波作为信息载体进行远距离通信。随着电子技术、信息技术以及计算机技术的快速发展,硬件处理能力得到极大的提升,水声通信技术得到了快速的发展。
[0003]但是,水声通信信道条件恶劣,如多径传输严重、通信带宽受限、多普勒效应严重等,如何保证通信的可靠性是水声通信的首要问题。信道编码是实现水声通信可靠性的关键技术之一。早期的水声通信中常使用BCH码、卷积码等传统编码方法,但是这些纠错码的纠错能力有限。近年来,LDP ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水声通信中快速收敛的LDPC码译码方法,对于一个(N,K)的LDPC码,对应一个(N
‑
K)
×
N的校验矩阵H,其二分图上分布N个变量节点V
i
和(N
‑
K)个校验节点C
j
,i=1,2,
…
,N,j=1,2,
…
,N
‑
K;若H[j][i]=1,则二分图上变量节点V
i
连接校验节点C
j
,节点连接的边数量为节点的度;其特征在于,通过在二分图上传递对数似然比信息进行迭代译码,包括以下步骤:步骤(1)根据校验矩阵H确定校验节点更新顺序集合步骤(2)信息初始化:发送端构造码长N、信息比特长度K的LDPC码,其承载消息的信息序列U=[u1,u2,
…
,u
K
],编码后得到码字序列X=[x1,x2,
…
,x
N
],前面的K比特是信息比特,后面的N
‑
K比特为校验比特;将码字中的0映射为高电平,1映射为低电平;码字经过功率为σ2的脉冲噪声加扰的信道传输;接收端接收序列Y=[y1,y2,
…
,y
N
]后,计算每个变量节点i的接收对数似然比llr
i
,llr
i
=2y
i
/σ2;初始化迭代次数l=1,设置最大迭代次数iter
max
,接收对数似然比阈值α;初始化信息平均可靠度γ
pre
=0,不可靠迭代计数器counter=0,信息可靠度的小变化阈值β,最大不可靠迭代次数η,暂时不更新的校验节点集合步骤(3)信道对数似然比信息初始化;步骤(4)选择校验节点进行信息更新:(4
‑
1)设判断变量flag=0,表示为假;设置遍历选择待更新的校验节点o
p
,p=1,2,
…
,P,执行步骤(5)和(6);(4
‑
2)设判断变量flag=1,表示为真;遍历选择待更新的校验节点t
q
,q=1,2,
…
,Q,执行步骤(5)和(6);(4
‑
3)所有节点均已更新完,执行步骤(7);步骤(5)根据选择的校验节点,计算校验节点的信息更新、相邻的变量节点的信息更新和总似然比信息更新;步骤(6)判断是否接受此次更新;如果且flag=0,则放弃此次更新,将校验节点C
j
添加到暂时不更新的校验节点集合否则,接受此次更新,即L
(l)
(r
ji
)=L
cur
(r
ji
),L
(l)
(q
ij
)=L
cur
(q
ij
),L
(l)
(q
ij
)为第l次迭代时初始化变量节点V
i
传递给校验节点C
j
的对数似然比信息,L
(l)
(r
ji
)为第l次迭代时校验节点C
j
传递给变量节点V
i
的对数似然比信息,为第l次迭代时变量节点V
i
的信道总对数似然比信息,l=1,2,
…
,iter
max
;步骤(7)判断本轮迭代是否可靠:一次迭代更新之后的信息总似然比信息的均值γ表征一轮迭代过后的信息平均可靠度;如果γ
‑
γ
pre
<β,判断本轮迭代不可靠,不可靠迭代计数器counter加1;步骤(8)硬判决译码:
令判决码字为其中第n个比特判决结果为其中第n个比特判决结果为步骤(9)判断是否提前...
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