[发明专利]一种基于余弦比的LDPC码闭集识别方法

说明书

本发明公开了一种低密度奇偶校验码(LPDC)闭集逆向识别方法，此方法基于最大余弦比的软判决识别算法。该算法利用接收序列的软判决信息，计算软判决信息的余弦符合度，最后计算余弦比，根据软判决信息在不同校验矩阵下的余弦比统计特性的不同，比较得出余弦比最大值所对应的码长及码率，来完成LDPC码闭集逆向识别。

技术领域

本发明属于信号处理领域中协作通信信号处理技术，具体是指一种基于余弦比的低密度奇偶校验(low density parity check code，LDPC)码闭集识别方法。

背景技术

随着LDPC码在2016年10月的3GPP会议上被确定为5G通信系统信道编码的长码编码标准，LDPC码赢得了空前的关注，LDPC码的识别分析研究在信道编码识别分析体系中变得极为重要，但是因为LDPC码码长较长，可以利用的数学工具较少，算法复杂度较高，目前对于LDPC码的识别分析研究有限。

目前对于LDPC码的识别分析研究有限。期刊《transactions on communications》2009年第56期文献《Blind frame synchronization for error correcting codeshaving a sparse parity check matrix》提出了在恒参信道下，计算对数似然比(loglikelihood ratio，LLR)累积和最小值来估计LDPC码的码字起点，该方法识别的参数有限。专利CN102916774A,提出了一种基于硬判决的LDPC码闭集识别方法，因为采用硬判决信息，导致该算法在低信噪比下识别效果较差。期刊《Communications Letters》2014年第18期文献《Joint blind frame synchronization and encoder identification for low-density parity-check codes》提出了用平均LLR代替累积和LLR，该算法在一定程度上提高了低信噪比情况下的识别效果，但是该算法计算复杂度较大，识别效果有待提高。

发明内容

本发明的内容是利用软判决信息完成LDPC码闭集逆向识别问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：首先根据接收序列得到软判决信息，并定义了余弦比，根据接收序列在不同校验矩阵下的余弦比取值不同的特点，采用最大均值余弦比进行判决，从备选码集中选出相应的校验矩阵，进而完成码长及码率的识别。

设LDPC码调制方式为二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying，BPSK)，二元随机序列的对数似然比定义为

式中，P_X是X取值为x的概率。如果X受另一个随机变量Y的约束，则根据贝叶斯公式，条件对数似然比L_X|Y(x|y)可表示为

特别地，当X与Y等概率分布时，有L_X|Y(x|y)＝L_Y|X(y|x)。在不致产生混淆的前提下，可以忽略上式中概率和后验概率对数似然比(LLR)值的下标，则

假设发送端发送的信息序列为i＝1,2,…，码长为n^l，0≤j≤n^l-1,接收端接收到的码字序列为可以得到接收信息序列的LLR为

r_i为接收序列，σ²为加性高斯白噪声方差。由接收序列的LLR可知L(c_i|r_i)值越大，则c_i＝0的概率越大。

设LDPC码的校验矩阵为H,基于LDPC码的奇偶校验关系，可以得到