[发明专利]基于平均幅度的LDPC码加权梯度下降比特翻转译码算法

权利要求书

1.基于平均幅度的LDPC码加权梯度下降比特翻转译码算法，二进制低密度奇偶校验码的校验矩阵为H_M×N，d_rm表示校验矩阵第m行中“1”的数量，规则低密度奇偶校验码校验矩阵每行中“1”的数量统一表示为d_r，A(m)表示H_M×N第m行中为“1”的位置，B(n)表示H_M×N第n列中为“1”的位置；任意一个码字c=(c₁,c₂,…,c_n,…,c_n),c_n∈(0,1)经过传输映射后得到其经过双相移相键控调制后加入加性高斯白噪声信道，接收端对其解调后，输出序列r=(r₁,r₂,…,r_n,…,r_N)，并送至信道译码器，z=(z₁,z₂,…,z_n,…,z_N),z_n∈(+1,-1)为硬判决输出序列，判决规则为zn=+1,rn≥0-1,rn<0,]]>译码输出为其特征在于：所述的翻转译码方法包括一个单比特翻转译码步骤和一个多比特翻转译码步骤：

所述的单比特翻转译码步骤包括以下子步骤：

S11：初始化：初始化迭代次数k＝1，设定最大迭代次数K_max；

S12：计算伴随式s^k：

sk={s1k,s2k,···,sMk}=c^kHT,]]>其中smk=Σn∈A(m)c^k-1;]]>

S13：s^k=0时停止迭代，译码输出为s^k不为零时计算各个校验节点的权重ω_m：

ωm=1drmΣn∈A(m)|rn|,]]>其中，m∈[1,M]；

S14：计算各个信息节点的翻转函数

Enk=rn·znk-1+Σm∈B(n)ωm(1-2smk),]]>其中，n∈[1,N]；

S15：翻转函数满足以下条件的比特n^k：

nk=argmin1<n<NEnk,]]>znk=-znk-1,]]>c^nk=mod(c^nk-1+1,2);]]>

S16：判决和终止迭代检测：重新计算伴随式s^k，当s^k=0时终止迭代，当伴随式不能完全满足且迭代次数达到最大次数限制时，终止迭代，译码失败，否则继续进行迭代处理，k自加一，跳转到步骤S14；

所述的多比特翻转译码步骤包括以下子步骤：

S21：初始化：初始化迭代次数k＝1，设定最大迭代次数K_max，目标函数初始化为翻转门限初始化为θ，θ为一个负数；

S22：计算伴随式s^k：

sk={s1k,s2k,···,sMk}=c^kHT,]]>其中smk=Σn∈A(m)c^k-1;]]>

S23：s^k=0时停止迭代，译码输出为s^k不为零时计算各个校验节点的权重ω_m：

ωm=1drmΣn∈A(m)|rn|,]]>其中，m∈[1,M]；

S24：计算各个信息节点的翻转函数和目标函数f_k(z)：

Enk=rn·znk-1+Σm∈B(n)ωm(1-2smk),]]>其中，n∈[1,N]；

fk(z)=Σj=1Nzjkrj+Σi=1M(1-2sik);]]>

S25：当条件f_k(z)≥f_k-1(z)和n∈[1,N]同时满足，其中φ表示空集，则翻转函数满足以下条件的比特n^k：

nk=arg{Enk≤θ},]]>znk=-znk-1,]]>c^nk=mod(c^nk-1+1,2);]]>

否则，翻转函数满足以下条件的比特n^k：

nk=argmin1<n<NEnk,]]>znk=-znk-1,]]>c^nk=mod(c^nk-1+1,2);]]>

S26：判决和终止迭代检测：重新计算伴随式s^k，当s^k=0时终止迭代，当伴随式不能完全满足且迭代次数达到最大次数限制时，终止迭代，译码失败，否则继续进行迭代处理，k自加一，跳转到步骤S24。

2.根据权利要求1所述的基于平均幅度的LDPC码加权梯度下降比特翻转译码算法，其特征在于：对于规则的LDPC码，所述的译码方法包括以下步骤：

所述的单比特翻转译码步骤包括以下子步骤：

S31：初始化：初始化迭代次数k＝1，设定最大迭代次数K_max；

S32：计算伴随式s^k：

sk={s1k,s2k,···,sMk}=c^kHT,]]>其中smk=Σn∈A(m)c^k-1;]]>

S33：s^k=0时停止迭代，译码输出为s^k不为零时计算各个校验节点的权重ω_m：

ωm=Σn∈A(m)|rn|,]]>其中，m∈[1,M]；

S34：计算各个信息节点的翻转函数

Enk=rn·znk-1+Σm∈B(n)ωm(1-2smk),]]>其中，n∈[1,N]；

S35：翻转函数满足以下条件的比特n^k：

nk=argmin1<n<NEnk,]]>znk=-znk-1,]]>c^nk=mod(c^nk-1+1,2);]]>

S36：判决和终止迭代检测：重新计算伴随式s^k，当s^k=0时终止迭代，当伴随式不能完全满足且迭代次数达到最大次数限制时，终止迭代，译码失败，否则继续进行迭代处理，k自加一，跳转到步骤S34；

所述的多比特翻转译码步骤包括以下子步骤：

S41：初始化：初始化迭代次数k=1，设定最大迭代次数K_max，目标函数初始化为翻转门限初始化为θ，θ为一个负数；

S42：计算伴随式s^k：

sk={s1k,s2k,···,sMk}=c^kHT,]]>其中smk=Σn∈A(m)c^k-1;]]>

S43：s^k=0时停止迭代，译码输出为s^k不为零时计算各个校验节点的权重ω_m：

ωm=Σn∈A(m)|rn|,]]>其中，m∈[1,M]；

S44：计算各个信息节点的翻转函数和目标函数f_k(z)：

Enk=rn·znk-1+Σm∈B(n)ωm(1-2smk),]]>其中，n∈[1,N]；

fk(z)=Σj=1Nzjkrj+Σi=1M(1-2sik);]]>

S45：当条件f_k(z)≥f_k-1(z)和n∈[1,N]同时满足，其中φ表示空集，则翻转函数满足以下条件的比特n^k：

nk=arg{Enk≤θ},]]>znk=-znk-1,]]>c^nk=mod(c^nk-1+1,2);]]>

否则，翻转函数满足以下条件的比特n^k：

nk=argmin1<n<NEnk,]]>znk=-znk-1,]]>c^nk=mod(c^nk-1+1,2);]]>

S46：判决和终止迭代检测：重新计算伴随式s^k，当s^k=0时终止迭代，当伴随式不能完全满足且迭代次数达到最大次数限制时，终止迭代，译码失败，否则继续进行迭代处理，k自加一，跳转到步骤S44。