| 发明名称 | 基于线性最小均方误差估计的修正最小和解码方法 | ||
| 摘要 | 本发明涉及一种基于线性最小均方误差估计的修正最小和解码方法，该方法首先利用线性最小均方误差估计的方法对校验消息幅度建模，并采用黄金分割搜索算法加快估计参数的确定，使其估值逼近BP方法中的校验消息幅度。然后，考虑迭代次数对估计参数的影响，对估计参数加以修正。对不同的信噪比采用固定的估计参数，以保证解码性能，减小硬件开销。得到估计参数后，对LDPC码进行解码。该方法不仅解码性能优越，而且估计参数计算快，解码复杂度低，硬件实现简单。 | ||
| 申请公布号 | CN102811065A | 申请公布日期 | 2012.12.05 |
| 申请号 | CN201210282079.2 | 申请日期 | 2012.08.09 |
| 申请人 | 福州大学 | 发明人 | 苏凯雄;吴子静 |
| 分类号 | H03M13/11(2006.01)I | 主分类号 | H03M13/11(2006.01)I |
| 代理机构 | 福州元创专利商标代理有限公司 35100 | 代理人 | 蔡学俊 |
| 主权项 | 1.一种基于线性最小均方误差估计的修正最小和解码方法，其特征在于：定义<i>C</i><sub><i>i</i></sub>表示与变量节点<i>i</i>相连的校验节点的集合，<i>R</i><sub><i>j</i></sub>表示与校验节点<i>j</i>相连的变量节点的集合，<i>C</i><sub><i>i</i></sub><i>/j</i>表示除<i>j</i>外与变量节点<i>i</i>相连的校验节点的集合，<i>R</i><sub><i>j</i></sub><i>/i</i>表示除<i>i</i>外与校验节点相连的变量节点的集合，<i>L</i>(<i>r</i><sub><i>ji</i></sub>)表示校验节点<i>j</i>传递给变量节点<i>i</i>的外信息，<i>L</i>(<i>q</i><sub><i>ij</i></sub>)表示变量节点<i>i</i>传递给校验节点<i>j</i>的外信息，<i>c</i>表示码字；<i>L</i><sub>1</sub>为BP算法中的校验消息幅度，其值为：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="146" he="44" />(1)其中，(<i>l</i>-1)表示第(<i>l</i>-1)次迭代；其中<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="89" he="36" />；<i>L</i><sub><i>2</i></sub>为最小和算法中的校验消息幅度，其值为：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="113" he="34" />(2)该方法按如下步骤进行：步骤1、建立校验消息幅度的估计模型：基于线性最小均方误差估计模型，并结合修正后校验消息的符号不变的原则，对校验消息幅度建立如式(3)所示的估计模型：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="104" he="24" />(3)其中<i>a</i>、<i>b</i>为需要计算的估计参数；步骤2、计算使均方误差函数<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="72" he="33" />最小的估计参数<i>a</i>、<i>b</i>：步骤2.1、假设边界<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="14" he="34" />为常数<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="13" he="17" />，当<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="36" he="20" />时，可得估计参数为：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="178" he="74" />(4)其中，cov(<i>L</i><sub>1</sub>,<i>L</i><sub>2</sub>)表示<i>L</i><sub>1</sub>与<i>L</i><sub>2</sub>的协方差，<i>D</i>(<i>L</i><sub>2</sub>)表示<i>L</i><sub>2</sub>的方差，<i>E</i>(<i>L</i><sub>1</sub>)、<i>E</i>(<i>L</i><sub>2</sub>)分别表示<i>L</i><sub>1</sub>、<i>L</i><sub>2</sub>的均方误差；步骤2.2、比较计算出的<img file="429699DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="14" he="34" />与<img file="346840DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="13" he="17" />是否相等，若<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="33" he="34" />，得到的<i>a</i>、<i>b</i>不是正确值，舍弃；若<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="33" he="34" />，则得到了<i>a</i>、<i>b</i>的正确值；步骤2.3、采用黄金分割搜索算法，按上述步骤2.1、2.2进行迭代，快速确定边界<i>k</i>，然后根据式(4)得到估计参数<i>a</i>、<i>b</i>；步骤3、根据迭代次数对估计参数进行修正：对前n次迭代得到的估计参数按式(5)进行加权平均处理，得到修正后的估计参数<i>a</i>、<i>b</i>，并对以后的各次迭代使用固定的估计参数：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="64" he="73" />(5)其中，<i>a</i><sub><i>i</i></sub>表示第<i>i</i>次迭代得到的估计参数<i>a</i>，<i>λ</i><sub><i>i</i></sub>表示<i>a</i><sub><i>i</i></sub>的加权平均系数，<i>b</i><sub><i>i</i></sub>表示第<i>i</i>次迭代得到的估计参数<i>b</i>，<i>μ</i><sub><i>i</i></sub>表示<i>b</i><sub><i>i</i></sub>的加权平均系数；步骤4、对不同的信噪比采用同一个固定的估计参数；步骤5、得到所需的估计参数后，按如下步骤对LDPC码进行解码：步骤5.1、计算信道传递给变量节点<i>i</i>的初始概率似然比消息<i>L(P</i><sub><i>i</i></sub><i>)</i>，然后计算所有变量节点<i>i</i>传递给校验节点<i>j</i>属于<i>C</i><sub><i>i</i></sub>的初始消息：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="83" he="25" />(6)步骤5.2、按下述步骤（1）、（2）、（3）进行迭代处理：（1）校验节点消息处理计算所有校验节点<i>j</i>传向变量节点<i>i</i>属于<i>R</i><sub><i>j</i></sub><i>/i</i>的消息：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="170" he="34" />(7)（2）变量节点消息处理计算所有变量节点<i>i</i>传向校验节点<i>j</i>属于<i>C</i><sub><i>i</i></sub><i>/j</i>的消息：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE030.GIF" wi="157" he="33" />(8)（3）解码判决对所有变量节点<i>i</i>计算硬判决消息：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="142" he="33" />(9)则码字为：<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="106" he="47" />(10)步骤5.3、按步骤5.2进行迭代计算，直至满足停止条件<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE036.GIF" wi="46" he="22" />或迭代次数达到最大迭代次数，则迭代计算结束，否则继续迭代；其中，<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE038.GIF" wi="17" he="16" />表示LDPC码的校验矩阵，<img file="2012102820792100001DEST_PATH_IMAGE040.GIF" wi="12" he="20" />表示解得的码字，<img file="DEST_PATH_IMAGE042.GIF" wi="17" he="22" />表示该矩阵的转置，若<img file="64260DEST_PATH_IMAGE036.GIF" wi="46" he="22" />，则解得的码字是正确的。 | ||
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