[发明专利]基于LDPC码的可见光通信方法

权利要求书

1.基于LDPC码的可见光通信方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、建立可见光通信系统模型：

Y(t)=TX(t)⊗h(t)+N(t)---(1)]]>

式中，t表示时间，Y(t)为接收信号的幅度值，T为光电转换系数，X(t)为发送信号的光功率，h(t)为可见光信道的冲击响应，N(t)为加性高斯白噪声；

步骤2、编码：

步骤2.1、首先构造索引矩阵G，设索引矩阵G的维数为k×l，元素来自GF(M)域，GF(M)域为M阶有限域；索引矩阵G的第(α,β)个元素G_α,β＝a^βb^α，0≤α≤k,0≤β≤l，a,b均为素数，索引矩阵G可表示为：

G=1a...al-1bab...al-1b...bk-1abk-1...al-1bk-1---(2)]]>

然后以G中元素值作为校验矩阵H中子矩阵的循环位数，构造校验矩阵H，设单位阵I和零矩阵的维数为q，H的维数为kq×lq，令M＝kq，N＝lq，l'＝l-k＝(N-M)/q；

I_a表示把单位阵I右循环移位a位，I_b表示把单位阵I右循环移位b位，以此类推I_(·)表示把单位阵I右循环移位(·)位；

步骤2.2、QC-LDPC快速编码：

设信息向量为s＝[s₁ s₂ ... s_K]，校验向量为p＝[p₁ p₂ ... p_M]，编码后的码字向量为c＝[s p]，其长度为N＝K+M；

根据校验等式H·c^T＝0得到码字向量方程组，求得p₁^T；由递归得到p₂^T，p₃^T，直到p_M^T；

得到p_i后，校验向量p就能够确定，实现快速编码；

步骤3、译码：

步骤3.1、初始化：

预先设定一个高斯信道下信息的先验概率为：

ln=log(P(xn=0|y)P(xn=1|y))=2ynσ2---(4)]]>

其中，σ²为加性高斯白噪声方差；x指信道的输入，即信源，x_n为信源输出的第n个比特；y指信道的输出，即信宿，y_n为信宿接受到的第n个比特；

步骤3.2、校验节点的更新公式如公式(5)所示：n在更新公式中记为信息节点n，

Lmn=Πn′∈N(m)/nsign(Zn′m)minn′∈N(m)/n|Zn′m|---(5)]]>

其中，L_mn为校验节点m传给信息节点n的消息；N(m)表示参与公式(5)的所有比特集合,N(m)/n表示除去第n个比特的集合，n′为集合N(m)/n中的一个比特，Z_n′m表示从信息节点n′传给校验节点m的信息；

步骤3.3、变量节点的处理和更新：

从信息节点n传给校验节点m的消息Z_nm和信息节点n的后验概率LQ_n分别由式(6)和式(7)得到：

Znm=μ·[ln+Σm′∈N(m)/nLm′n]---(6)]]>

LQn=ln+Σm∈N(m)Lmn---(7)]]>

其中，m′为N(m)/n集合中的一个比特，L_m'n表示校验节点m′传给信息节点n的消息，μ为乘性因子；

步骤3.4、译码判决：

计算全部信息节点的后验概率LQ_n，当LQ_n＞0时，该信息位判决为否则最终完成LDPC码的译码。